JP2004177373A

JP2004177373A - Method of estimating battery condition, and method of determining engine start

Info

Publication number: JP2004177373A
Application number: JP2002347010A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yamada; 惠造山田; Tetsuo Ogoshi; 哲郎大越
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precise battery condition estimating method suitable for a vehicle system for executing idling stop/start, and an engine start determining method allowing determination in real time. <P>SOLUTION: A voltage VC per one cell in 0.2 sec of lapse time after 250A discharge at 25°C, and a residual capacity Q are measured in each of different SOH(state of health). SOH means the ratio of the present fully charged capacity to the initial fully chareged capacity. Measured results are plotted via the SOHs, and are approximated to one broken-line graph to obtain a correspondence correlation data between the residual capacity Q and the discharge voltage VC per one cell. One of the the residual capacity Q and the discharge voltage VC is estimated from the other thereof based on the correlation data. The battery condition in the residual capacity Q or the discharge voltage VC is estimated precisely without inspecting the SOH. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の残存容量又は放電電圧を推定する電池状態推定方法、電池により始動する車輌駆動用エンジンの始動適性を判定するエンジン始動判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車輌エンジンの駆動では、アイドルストップ・スタート（以下、ＩＳＳと略記する。）による排ガス削減や回生電力を充電電力として用いる回生充電によるエネルギー有効利用への対応が進められている。これに伴い、ＩＳＳや回生充電可能な車輌システムに関連する電池技術が望まれている。鉛電池はこれらに適用可能な代表的電池である。鉛電池がＩＳＳ可能な充電状態にあるかの判定方法には、一旦充電状態の推定を行い、あらためて、その充電状態での放電性能を推定する方法が有効であるように考えられている。これは、充電状態が決まれば電池の性能が一意に決まるという前提に基づいている。充電状態（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ、以下、ＳＯＣと略記する。）は、下記式（１）で示すように、電池の満充電容量に対する残存容量の割合を表している。
【０００３】
【数１】

【０００４】
鉛電池の充電状態を知る一つの方法として、電解液の比重を測定する方法がある。鉛電池は充電により電解液の比重が大きくなり、放電により電解液の比重が小さくなるため、電解液の比重を計ることによって鉛電池の充電状態を推定することができる。
【０００５】
また、電池の充電状態を推定する方法としては、大電流での内部抵抗や微分内部抵抗（電圧電流直線の傾き）から求める方法、放電電流と放電電圧の関係から求める方法（例えば、特許文献１参照）、電流積算により求める方法（例えば、特許文献２参照）、劣化を考慮しながら求める方法（例えば、特許文献３参照）などが開示されており、これらを組み合わせた方法（例えば、特許文献４参照）も開示されている。
【０００６】
大電流での放電電圧を基にした電池の充電状態を車輌エンジンの始動可能電圧の推定に利用するためには、過去のエンジン始動時の高率放電から充電状態を推定した後、高率放電後に放電された電流の積算による補正を行い得られるリアルタイムな充電状態の情報を得る必要がある。エンジン始動判定の際は充電状態推定の逆の処理によって放電電圧を予測しエンジン始動が可能か否かの判定を行う。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３４７２７号公報（図２、段落番号「００１６」）
【特許文献２】
特開平７−１２８４１５号公報（段落番号「００１１」）
【特許文献３】
特開平８−４３５０４号公報（図１、段落番号「０００６」）
【特許文献４】
特開平７−６３８３０号公報（図３、段落番号「００２７」）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した過去の高率放電を基にエンジン始動を判定する方法は、直接的で理論的には優れた方法であるが、リアルタイムなエンジン始動の判定のためには電流積算等の高率放電以外の情報を必要とするので、データ処理が複雑となり開発費や装置価格のコスト高を招く。また、ＳＯＣを用いる電池状態推定方法では、ＳＯＣが決まれば電池状態が一意に決まることを前提としているが、同じＳＯＣであっても、劣化した電池では劣化前よりも放電電圧が低下するので、電池状態の推定が不正確となる。すなわち、高率放電性能は電池劣化の影響を強く受けるので、劣化した電池でＳＯＣを推定する場合には推定精度の大幅な低下を避けることができない。
【０００９】
本発明は、上記事案に鑑み、アイドルストップ・スタートを行う車輌システムに適した高い精度の電池状態推定方法及びリアルタイムに判定可能なエンジン始動判定方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、電池の残存容量又は放電電圧を推定する電池状態推定方法であって、前記電池の初期満充電容量に対する現在の満充電容量の割合を表すＳＯＨを介して前記残存容量と放電電圧とを予め対応させ、前記残存容量及び放電電圧のいずれか一方を実測し、前記残存容量と放電電圧との対応に基づいて、前記実測した残存容量及び放電電圧のいずれか一方からいずれか他方を推定する、ステップを含む。
【００１１】
本態様では、予めＳＯＨを介して残存容量と放電電圧とを対応させているので、電池の劣化状態が考慮され電池状態を高い精度で推定することができると共に、ＳＯＨを介して残存容量と放電電圧とが対応しているので、ＳＯＨを調べることなく残存容量及び放電電圧のいずれか一方を実測することでいずれか他方を推定することができ、リアルタイムに電池状態を推定することができる。
【００１２】
この場合において、残存容量と放電電圧との対応がＳＯＨの少なくとも５１％以上で成立すれば、ＳＯＨ１００％の製造直後からＳＯＨ５１％に劣化するまで残存容量と放電電圧との対応が成立するので、電池の実用範囲でＳＯＨにかかわらず残存容量又は放電電圧を推定することができる。
【００１３】
また、残存容量と放電電圧との対応を、ＳＯＨを介して１：１の関係にすれば、残存容量及び放電電圧のいずれか一方を実測することで他方が直ちに定まるので、残存容量又は放電電圧を迅速に推定することができる。また、実測した残存容量又は放電電圧を所定温度における残存容量又は放電電圧に補正すれば、より高精度の推定をすることができる。ここで所定温度とは、残存容量と放電電圧とを予め対応させたときの温度をいい、例えば、室温の２５°Ｃとすることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、電池の残存容量を推定し該電池により始動する車輌駆動用エンジンの始動適性を判定するエンジン始動判定方法であって、前記電池の初期満充電容量に対する現在の満充電容量の割合を表すＳＯＨを介して、前記残存容量と放電電圧とを予め対応させ、前記残存容量と放電電圧との対応に基づいて、予め設定され前記エンジンの始動に必要なエンジン始動最小電圧から前記エンジンの始動に必要な前記電池の電池残存容量を推定し、前記電池の残存容量を実測し、該実測した残存容量と前記電池残存容量とを比較し、前記実測した残存容量が前記電池残存容量以上のときに前記エンジンを始動可能と判定する、ステップを含む。
【００１５】
本発明の第３の態様は、電池の放電電圧を推定し該電池により始動する車輌駆動用エンジンの始動適性を判定するエンジン始動判定方法であって、前記電池の初期満充電容量に対する現在の満充電容量の割合を表すＳＯＨを介して、前記残存容量と放電電圧とを予め対応させ、前記電池の残存容量を実測し、前記実測した残存容量から前記残存容量と放電電圧との対応に基づいて、前記電池の放電電圧を推定し、前記推定した放電電圧と前記エンジンの始動に必要なエンジン始動最小電圧とを比較し、前記推定した放電電圧が前記エンジン始動最小電圧以上のときに前記エンジンを始動可能と判定する、ステップを含む。
【００１６】
本発明の第２及び第３の態様では、第１の態様のリアルタイムで高精度の電池状態推定方法を用い、第２の態様では放電電圧基準値から残存容量基準値を推定し、第３の態様では実測した電池の残存容量から放電電圧を推定するので、リアルタイムで高精度のエンジン始動判定を行うことができる。
【００１７】
上記第２又は第３の態様において、前記実測した残存容量が前記電池残存容量未満のとき又は前記推定した放電電圧が前記エンジン始動最小電圧未満のときに前記エンジンを始動不能と判定し、前記電池を充電すれば、エンジンを常時始動可能な電池状態に維持することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明が適用可能な電池制御装置の第１の実施の形態について説明する。本実施形態の電池制御装置は鉛電池を制御する装置として用いられる。なお、鉛電池は図示しないモータ（発電機）で（回生）充電可能な４２Ｖ系システムの一部を構成している。
【００１９】
鉛電池は、内部を縦横に仕切る隔壁によって１８個のセル室に画定されたモノブロック電槽を有している。各セル室には、複数の正極板と、正極板の枚数より１枚多い負極板とがリテーナ（セパレータ）を挟んで交互に配列され両外側に負極板を配置した極板群が１組ずつ収納されており、リテーナに電解液（希硫酸）が保持されている。各セル室は密閉されており、上部に制御弁が配設されている。各セル（単電池）はセル間を接続する導電性の接続部材により直列に接続されている。各セル電圧は２Ｖであり、鉛電池全体の公称電圧は３６Ｖである。モノブロック電槽の上部対角位置には正極端子及び負極端子が立設されている。
【００２０】
図１に示すように、鉛電池１０の正極端子は、鉛電池１０に流れる電流を電圧として検出するシャント抵抗２１の一端に接続されている。シャント抵抗２１の他端は外部＋端子に接続されている。シャント抵抗２１の両端は、後述する電流積算部２６に接続されている。また、鉛電池１０の正極端子及び負極端子は、鉛電池１０の両端電圧を検出する電圧計２２にそれぞれ接続されている。電圧計２２は、後述する電圧検出部２７に接続されている。鉛電池１０の負極端子は、外部−端子に接続されている。鉛電池１０の略中央部表面には、電池温度を検出するサーミスタ等の温度センサ２３が固着されている。温度センサ２３の両端は後述する温度検出部２８に接続されている。
【００２１】
電池制御装置２０は、装置全体の制御を行うＣＰＵブロック３０を備えている。ＣＰＵブロック３０は、電池制御装置２０内の各部とのデータ転送を制御しデータの演算を行うＣＰＵ３０ａ、電池制御装置２０の基本制御プログラムが記憶されたＲＯＭ３０ｂ、ＣＰＵのワークエリアとして働くと共に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ３０ｃ及びこれらを接続する内部バスで構成されている。
【００２２】
ＣＰＵブロック３０には外部バス２９が接続されている。外部バス２９は、シャント抵抗２１で検出した電圧を電流の積算値として計数し、積算値をＡ／Ｄ変換する電流積算部２６、電圧計２２で検出した鉛電池１０の両端電圧をＡ／Ｄ変換する電圧検出部２７、温度センサ２３で検出した電池温度をＡ／Ｄ変換する温度検出部２８、後述するように残存容量と放電電圧との対応データ等を記憶した不揮発性のＥＰＲＯＭ３１、液晶ディスプレイ等の表示装置３４を制御する表示制御部３２及びパラレルインターフェース３３に接続されている。また、表示制御部３２には表示装置３４が接続されており、パラレルインターフェース３３には車輌側のモータやエンジンの制御を行う車輌側ＣＰＵ３５が接続されている。
【００２３】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態の電池制御装置２０の動作について説明する。電池制御装置２０に鉛電池１０から図示しない電源供給部を介して電源が投入されると、ＲＯＭ３０ｂに格納されている基本制御プログラム等がＲＡＭ３０ｃに展開され初期設定処理がなされる。以降ＣＰＵ３０ａは、鉛電池１０がエンジンの始動に適性な電池状態にあるか否かを判定する電池状態制御ルーチンを実行する。
【００２４】
図２に示すように、この電池状態制御ルーチンでは、まずステップ１０２において、鉛電池１０の残存容量Ｑ_Ｔを求める。すなわち、電流積算部２６は、電圧検出部２７で検出した電圧が所定電圧に達して鉛電池１０が満充電状態となったときの満充電容量から、鉛電池１０から放電された電流に放電時間を乗じた積を常時積算している。従って、ＣＰＵ３０ａは電流積算部２６の積算値を取り込み、満充電容量から減じて残存容量Ｑ_Ｔとし、ＲＡＭ３０ｃに格納する。次のステップ１０４では、温度検出部２８から電池温度Ｔを取り込みＲＡＭ３０ｃに格納する。
【００２５】
次にステップ１０６では、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている電池温度Ｔと残存容量補正値（Ｑ_Ｔ−Ｑ_２５）（単位Ａｈ）とのデータにより、電池温度Ｔのときの残存容量Ｑ_Ｔを２５°Ｃにおける残存容量Ｑ_２５に温度補正する。
【００２６】
ここで、電池温度Ｔと残存容量補正値（Ｑ_Ｔ−Ｑ_２５）との関係について説明する。予め電池温度Ｔが−１５、０、２５、６０°Ｃのときの残存容量と放電電圧との関係をそれぞれ測定し、各温度で所定の放電電圧が得られる残存容量Ｑ_Ｔを求め、図３に示すように、電池温度２５°Ｃのときの残存容量Ｑ_２５との差（Ｑ_Ｔ−Ｑ_２５）をもって電池温度Ｔにおける残存容量補正値とした。電池温度Ｔと残存容量補正値とを１組のデータとし、４組のデータがＥＰＲＯＭ３１に記憶されている。
【００２７】
従って、ステップ１０６では、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている４組のデータのうち、ステップ１０４で取り込んだ電池温度Ｔを間に挟む直近の２組のデータから補間法により演算して求める。例えば、電池温度Ｔが１０°Ｃの場合の残存容量補正値は、０°Ｃの残存容量補正値５と２５°Ｃの残存容量補正値０とから比例計算により、（５Ａｈ−０Ａｈ）×（２５°Ｃ−１０°Ｃ）／２５°Ｃ＝３（Ａｈ）となる。このようにして求めた残存容量補正値（Ｑ_Ｔ−Ｑ_２５）をステップ１０２でＲＡＭ３０ｃに格納した残存容量Ｑ_Ｔから減算して残存容量Ｑ_２５を求め、ＲＡＭ３０ｃに格納する。
【００２８】
次のステップ１０８では、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データにより、ステップ１０６でＲＡＭ３０ｃに格納した残存容量Ｑ_２５に対応する１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５を演算する。
【００２９】
ここで、残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データについて説明する。図４に示すように、予め劣化状態の異なるセルについて残存容量と１セル当たりの放電電圧を以下のようにして測定した。なお、図４において、ＳＯＨ（ＳｔａｔｅｏｆＨｅａｌｔｈ、以下、ＳＯＨと略記する。）は、電池の劣化状態を示すパラメータで、下記式（２）に示すように、電池の初期満充電容量に対する満充電容量の割合を百分率で表される。
【００３０】
【数２】

【００３１】
単セル５個を用意し、予め各セルを初期運転した後に充電して満充電状態とした。このときの単セルの容量は５個のセルの平均が２０Ａｈであった。ＳＯＨ＝１００％において、２５°Ｃ、２５０Ａで放電したときの０．２秒目電圧を各セルについて５回繰り返して測定し、得られた２５個のデータの平均値（１．８６Ｖ）を残存容量２０Ａｈのときの１セル当たりの放電電圧とし、横軸の残存容量Ｑに対して縦軸に１セル当たりの放電電圧ＶＣをプロットした。更に所定時間放電した後、同様にして残存容量Ｑと各セルの０．２秒目電圧を測定しプロットした。順次所定時間毎の放電を繰り返し、所定時間経過毎の残存容量Ｑ及び１セル当たりの放電電圧ＶＣを同様に測定しプロットした。次に、各セルについて充放電を繰り返し、５００回繰り返した後の各セルについて満充電容量を測定した結果、５個のセルの平均が１４．６Ａｈであり、ＳＯＨは式（２）から７３％であった。ＳＯＨ＝７３％において残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧をＳＯＨ＝１００％の場合と同様にプロットした。以降同様にしてＳＯＨが５１％となるまで測定しプロットした。
【００３２】
次に、ＳＯＨが５１〜１００％の範囲で測定した各データについて、残存容量Ｑの２Ａｈの範囲毎に最小二乗法により残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの関係を表す近似直線をそれぞれ求めた。このとき、隣接する範囲の近似直線が１点でつながるように近似した。この結果、ＳＯＨが５１〜１００％のセルについて測定した残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとは、残存容量Ｑが６〜２０Ａｈの範囲で連続した１本の折れ線グラフに近似される（残存容量Ｑと１セル当たり放電電圧ＶＣとはＳＯＨを介して１：１に対応）。これにより、ＳＯＨを調べることなく、電池の残存容量Ｑから１セル当たりの放電電圧ＶＣを求めることができ、逆に１セル当たりの放電電圧ＶＣから残存容量Ｑを求めることができる。最小二乗法により２Ａｈの範囲毎に近似した近似直線の両端の残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとを１組の対応データとし、予め８組の対応データをＥＰＲＯＭ３１に記憶した。
【００３３】
また、図４に示すように、ＳＯＨが５１％〜１００％のセルについて開回路電圧（ＯＣＶ）を測定した結果、開回路電圧と残存容量ＱとはＳＯＨを介して対応することが明らかとなった。これにより、開回路電圧を測定することで、ＳＯＨを調べることなく残存容量Ｑを求めることができる。更に、図４に示すように、ＳＯＨが５１％〜１００％のセルについて内部抵抗を測定した結果、内部抵抗と残存容量ＱとはＳＯＨを介して対応することが明らかとなった。これにより、内部抵抗を測定することで、ＳＯＨを調べることなく残存容量Ｑを求めることができる。残存容量Ｑを求めた後に、放電した電流に放電時間を乗じた積の積算値を、求めた残存容量Ｑから減じることで電流積算による補正をした残存容量を求めることができる。
【００３４】
２５°Ｃにおけるエンジンの始動に最低限必要なエンジン始動最小電圧Ｖ_{ｍｉｎ、２５}は、エンジンを始動する始動用モータの仕様により定まり、このＶ_ｍｉｎに基づき、後述する計算式によって１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}が求められ、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている。１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５が１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}を下回るとエンジンの始動は不確実となり、ＩＳＳ不可となる（本実施形態では１．６８Ｖ未満ではエンジン始動不能）。逆に、残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとはＳＯＨを介して対応しているので、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}からエンジンの始動に最低限必要な電池残存容量としての始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を推定することができる。電池の残存容量Ｑ_２５が始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を下回るとエンジンの始動は不確実となり、ＩＳＳ不可となる。この１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}も予めＥＰＲＯＭ３１に記憶されている。
【００３５】
従って、図２のステップ１０８では、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている８組の対応データのうち、ステップ１０６で求めた残存容量Ｑ_２５を間に挟む直近の２組の対応データから上述した補間法により１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５を演算する。
【００３６】
一方、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}は、上述したＶ_{ｍｉｎ、２５}に基づき、下記式（３）により求められている。なお、式（３）において、Ｉは電流、Ｒは接続部材抵抗を表している。上述したように、鉛電池１０は１８個のセルを有しており、各セルは接続部材により直列に接続されている。このため、接続部材で電圧降下が発生する。接続部材全体で発生する抵抗を接続部材抵抗Ｒ（例えば、約１６ｍΩ）とすると、例えば、エンジンを始動する始動用モータの仕様によって、鉛電池１０の２５０Ａ放電時のエンジン始動最小電圧がＶ_{ｍｉｎ、２５}＝２６．２４（Ｖ）と定められているとき、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}は、ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}＝（２６．２４＋２５０×１６／１０００）／１８＝１．６８（Ｖ）とされている。
【００３７】
【数３】

【００３８】
ステップ１１８では、ステップ１０８で求めた１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５を１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}で除算した電圧比Ｐを演算する。次にステップ１２０において、電圧比Ｐ≧１．０４か否かを判断し、肯定判断のとき、エンジン始動可能と判定し、次のステップ１２２で、パラレルインターフェース３３を通じて車輌側ＣＰＵ３５へ始動可能を通知する。
【００３９】
続いてステップ１２４では、パラレルインターフェース３３を通じて車輌側ＣＰＵ３５へ電圧比Ｐを通知する。次のステップ１２６では、表示制御部３２を介して表示装置３４に始動可能を表示させて、電池状態制御ルーチンはステップ１０２へ戻る。
【００４０】
逆にステップ１２０で否定判断のとき、エンジン始動不可能と判定し、次のステップ１２８で、パラレルインターフェース３３を通じて車輌側ＣＰＵ３５へ始動不可能を通知する。次にステップ１３０では、表示制御部３２を介して表示装置３４に始動不可能を表示させて、電池状態制御ルーチンはステップ１０２へ戻る。
【００４１】
一方、車輌側ＣＰＵ３５では、図５に示すように、鉛電池１０の充電を制御する電池充電制御ルーチンが実行される。
【００４２】
この電池充電制御ルーチンでは、まずステップ２０２において、図２のステップ１２２又はステップ１２８でＣＰＵ３０ａから通知された始動可能通知又は始動不可能通知を受信する。次のステップ２０４では、ステップ１２４でＣＰＵ３０ａから通知された電圧比Ｐを受信する。次にステップ２０６において、エンジンが駆動中であるか否かを判断し、肯定判断のときは次のステップ２０８において、受信した通知が始動可能通知か否かを判断し、肯定判断のとき電池充電制御ルーチンはステップ２０２へ戻る。逆に否定判断のときは次のステップ２１０でモータを発電状態とし、電池充電制御ルーチンはステップ２０２へ戻る。これにより、鉛電池１０は充電されＩＳＳ可能となる。
【００４３】
一方、ステップ２０６で否定判断のとき、すなわちエンジン停止中のときは次のステップ２１２において、電圧比Ｐ＜１．０２か否かを判断し、否定判断のとき電池充電制御ルーチンはステップ２０２へ戻る。逆に肯定判断のときは次のステップ２１４で、停止中のエンジンを強制的に始動させ、モータを発電状態とし、電池充電制御ルーチンはステップ２０２へ戻る。これにより、鉛電池１０は充電され、エンジン停止中にエンジンの再始動が不可能となることを回避することができる。
【００４４】
上述したように、本実施形態の電池制御装置２０のＥＰＲＯＭ３１は、２５°Ｃにおける残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとをＳＯＨを介して対応させた対応データを記憶しているので、ＳＯＨを調べることなく残存容量Ｑ_２５から１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５を演算することが可能である。
【００４５】
また、本実施形態では、電池状態制御ルーチンで、電池温度２５°Ｃにおける鉛電池１０の残存容量Ｑ_２５から１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５を演算し（ステップ１０８）、鉛電池１０の放電電圧Ｖ_２５を演算した（ステップ１１０）後、放電電圧Ｖ_２５と始動可能電圧Ｖ_{ｍｉｎ、２５}とを比較して鉛電池１０によるエンジンの始動適性を判定し（ステップ１１８〜１２０）、車輌側へ判定結果を通知する（ステップ１２２、１２４、１２８）。一方、電池充電制御ルーチンでは、通知された判定結果に応じて（ステップ２０８、２１２）、鉛電池１０を充電する（ステップ２１０、２１４）。従って、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている対応データを用いることで残存容量Ｑ_２５と１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５とがＳＯＨを介して対応しているので、鉛電池１０のＳＯＨが異なる場合においても高精度でリアルタイムの電池状態を推定することができると共に、１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５から鉛電池１０の放電電圧Ｖ_２５の演算ができるので、放電電圧Ｖ_２５と始動可能電圧Ｖ_{ｍｉｎ、２５}とを比較することで、高精度でリアルタイムなエンジンの始動適性を判定することができる。また、この判定結果に応じて鉛電池１０を充電することで、鉛電池１０をエンジン始動可能な状態にすることができるので、ＩＳＳが可能な電池状態を維持することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明が適用可能な電池制御装置の第２の実施の形態について説明する。本実施形態では、残存容量Ｑとエンジンの始動に最低限必要な始動可能残存容量Ｑ_ｍｉｎとを比較することでエンジン始動判定を行うものである。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の構成及び処理には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
【００４７】
図６に示すように、ステップ１０６に続くステップ１５０では、２５°Ｃにおける鉛電池１０の始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}がＲＡＭ３０ｃに格納されているか否かを判断し、肯定判断のときはステップ１５６へ進み、否定判断のときはステップ１１４へ進む。
【００４８】
ステップ１１４に続くステップ１５４では、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データにより、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}に対応するエンジン始動に最低限必要な始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を演算し（図４参照）、ＲＡＭ３０ｃに格納する。
【００４９】
ステップ１５６では、ステップ１０６で求めた残存容量Ｑ_２５をステップ１５４で演算した始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}で除算した残存容量比Ｐ’を演算する。次にステップ１５８において、残存容量比Ｐ’≧１．３か否かを判断する。
【００５０】
ステップ１２２に続くステップ１６０では、パラレルインターフェース３３を通じて車輌側ＣＰＵ３５へ残存容量比Ｐ’を通知する。
【００５１】
一方、車輌側ＣＰＵ３５では、図７に示すように、鉛電池１０の充電を制御する電池充電制御ルーチンが実行される。
【００５２】
この電池充電制御ルーチンでは、ステップ２０２に続くステップ２５０で、ステップ１６０でＣＰＵ３０ａから通知された残存容量比Ｐ’を受信する。次のステップ２０６で否定判断のときは、ステップ２５２において、残存容量比Ｐ’＜１．１５か否かを判断する。ステップ２０６で肯定判断のときは、ステップ２０２で受信した通知に応じて鉛電池１０を充電する。
【００５３】
次に、本実施形態に従って、電池制御装置２０で実際のＩＳＳ判定を行った実施例について説明する。なお、比較のために行った比較例についても併記する。
【００５４】
（実施例１）
実施例１では、鉛電池１０を、初期満充電容量１５Ａｈで満充電容量が６０％まで低下したものを使用した（ＳＯＨ＝６０％）。鉛電池１０を試験開始前に充電して満充電状態にした。
【００５５】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様の鉛電池１０を用い、電池制御装置では図８に示す従来の電池状態制御ルーチンを実行した。ステップ３０２において、鉛電池１０をパルス放電したときの電圧を検出した。次にステップ３０４では、予め求めたＳＯＣと放電電圧との関係により、ステップ３０２で検出した電圧から電池のＳＯＣを推定した。次のステップ３０６では、パルス放電後に放電された電流に放電時間を乗じた積の積算値を満充電容量で除した値を、ステップ３０４で推定したＳＯＣから減じて補正したＳＯＣを求めた。次にステップ３０８では、予め求めたＳＯＣと放電電圧との関係により、ステップ３０６で補正したＳＯＣから放電電圧Ｖを推定した。次にステップ３１０では、エンジン始動可能電圧Ｖ_ｍｉｎを読み出し、次のステップ３１２において、推定した放電電圧Ｖがエンジン始動可能電圧Ｖ_ｍｉｎ以上か否かを判断し、肯定判断のときはエンジン始動可能と判定して始動可能を表示装置に表示させ、否定判断のときはエンジン始動不可能と判定して始動不可能を表示装置に表示させた。従って、比較例１の電池制御装置ではＳＯＣの推定を行う点で、ＳＯＣを推定することなく残存容量によりエンジン始動判定を行う実施例１の電池制御装置２０と異なっている。
【００５６】
（試験）
実施例１及び比較例１の電池状態制御ルーチンでは、鉛電池１０を、１０分間通電せず（電流ゼロ）においた後に２５０Ａで０．５秒間放電するサイクルを繰り返す試験を行った。２５０Ａ、０．２秒でエンジン始動可能電圧が２６Ｖの車輌を想定して１サイクル毎にエンジン始動判定を行い、始動不可能と判定したときのサイクル数を測定した。また、実際に鉛電池１０の放電電圧が２６Ｖ未満となり、エンジン始動不可能となったときのサイクル数も測定した。測定結果を下表１に示す。
【００５７】
【表１】

【００５８】
表１に示すように、比較例１では、５６サイクルで始動不可能と判定され、実際に放電電圧が始動可能電圧の２６Ｖ未満になったのは１０２サイクルであった。これに対して実施例１では、９２サイクルで始動不可能と判定され、実際に始動不可能になったのは１０１サイクルであり、判定結果と実測結果のずれが小さかった。
【００５９】
上述したように、本実施形態の電池制御装置２０のＥＰＲＯＭ３１は、２５°Ｃにおける残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとをＳＯＨを介して対応させた対応データを記憶しているので、ＳＯＨを調べることなく１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}から始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を演算することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、電池状態制御ルーチンで、電池温度２５°Ｃにおける鉛電池１０の残存容量Ｑ_２５を演算し（ステップ１０２〜１０６）、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}から始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を演算し（ステップ１５２、１５４）、残存容量Ｑ_２５と始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}とを比較して鉛電池１０によるエンジンの始動適性を判定する（ステップ１５６〜１５８）。従って、ＥＰＲＯＭ３１に記憶されている対応データを用いることで残存容量Ｑ_２５と１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５とがＳＯＨを介して対応しているので、ＳＯＨの異なる電池においても高精度でリアルタイムの電池状態を推定することができると共に、１セル当たりの始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}から鉛電池１０の始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}の演算ができるので、残存容量Ｑ_２５と始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}とを比較することで、高精度でリアルタイムなエンジンの始動適性を判定することができる。
【００６１】
更に、放電電圧はエンジン始動に直接関わる因子であるため、上述した第１実施形態は第２実施形態よりも直感的に理解しやすいが、第１実施形態では判定のたびにＥＰＲＯＭ３１に記憶されている対応データにより残存容量Ｑ_２５から放電電圧ＶＣ_２５を推定するプロセス（ステップ１０８）を要するのに対し、第２実施形態では始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}から始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}を推定するプロセス（ステップ１５４）を一回行うだけでよい。このため、第２実施形態の方が短いステップ数、又はハードウエアで言えば簡単な回路でエンジンの始動適性を判定することができる。
【００６２】
なお、上記実施形態では、試験用として、電池温度Ｔと残存容量補正値（Ｑ_Ｔ−Ｑ_２５）との対応データ、残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データ及び１セル当たりのエンジン始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}をＥＰＲＯＭ３１に記憶させた例を示したが、量産用としては、処理速度を高めるために、これらのデータをＲＯＭ３０ｂに記憶させることが好ましい。また、上記実施形態では、電圧計２２及び電圧検出部２７を接続し、鉛電池１０の電圧を測定する例を示したが、放電容量を実測する場合には、電池制御装置２０は電圧計２２及び電圧検出部２７を備えなくてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データとして、２５°Ｃにおける２５０Ａで放電したときの測定値を例示したが、本発明は２５°Ｃ、２５０Ａに限定されるものではない。すなわち、残存容量補正値の基準を２５°Ｃと異なる温度にしてもよい。また、異なる複数の放電電流、例えば、２００Ａ、２５０Ａ、３００Ａで放電したときの１セル当たりの放電電圧を測定して求めた複数の対応データをＥＰＲＯＭ３１に記憶させ、電流値の近い対応データを選択して用いるようにしてもよい。これにより、放電電圧又は残存容量の推定精度を高めることができる。
【００６４】
更に、残存容量Ｑと１セル当たりの放電電圧ＶＣとの対応データ及び電池温度Ｔと残存容量補正値との対応データの組数を多くするようにしてもよい。このようにすれば、温度補正、残存容量推定及び放電電圧推定の精度を高めることができる。また、これらの対応データとしては、近似した直線（曲線）の関数式を記憶させるようにしてもよい。更に、これらの対応データは、電池の仕様により異なるため、用いる電池の仕様に応じた対応データを用いることが好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態では、残存容量を求めるときに、満充電容量から放電された電流と放電時間との積の積算値を減ずる方法を例示したが、以下の方法で残存容量Ｑを求めるようにしてもよい。
▲１▼残存容量Ｑと放電電圧との対応により、放電電圧を実測して残存容量Ｑを求める方法（図４参照）。
▲２▼完全放電（ＳＯＣ＝０％）後、充電する電流と充電時間との積を積算し、これを鉛電池１０の残存容量Ｑとする方法。
▲３▼予め求めた開回路電圧（ＯＣＶ）と残存容量Ｑとの対応により、開回路電圧を測定して残存容量Ｑを求める方法（図４参照）。
▲４▼予め求めた内部抵抗と残存容量Ｑとの対応により、内部抵抗を測定して残存容量Ｑを求める方法（図４参照）。
【００６６】
更にまた、上記実施形態では、データ処理をＲＯＭ３０ｂに記憶された基本制御プログラムによりソフトウエアで行う例を示したが、これに代えてハードウエア（回路）で行うようにしてもよい。また、上記実施形態では、電池制御装置２０の制御及びデータ処理をＣＰＵ３０ａで行う例を示したが、エンジンやモータ等の制御を行う車輌側ＣＰＵ３５で行うようにしてもよい。更に、上記実施形態では、ＣＰＵ３０ａと車輌側ＣＰＵ３５との間のデータ送受信にパラレルインターフェース３３を用いた例を示したが、一般にＣＰＵ間のデータ送受信にはＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等のシリアルインターフェースが使用されるのに対し、上記実施形態では、ＣＰＵ間で出力される情報量が少ないので、パラレルインターフェースを用いることにより複雑なプロトコルを回避することができる。
【００６７】
また更に、上記実施形態では、表示装置３４を接続した表示制御部３２を電池制御装置２０のＣＰＵブロック３０側に接続した例を示した。エンジンやモータの制御は車輌側ＣＰＵ３５が行うので、表示装置３４及び表示制御部３２を車輌側ＣＰＵ３５に接続し、ＣＰＵブロック３０から出力された判定結果等の情報により車輌側ＣＰＵ３５が車輌のパネルに表示させるようにする方がより実用的である。また、電圧比Ｐ又は残存容量比Ｐ’により電池状態を表示装置３４に表示させるようにすれば、事前に電池状態を目視確認することができる。
【００６８】
そして、第１実施形態では、鉛電池１０の電圧Ｖ_２５と始動可能電圧Ｖ_{ｍｉｎ、２５}とを比較することでエンジン始動判定を行う例を示したが、１セル当たりの放電電圧ＶＣ_２５と始動可能電圧ＶＣ_{ｍｉｎ、２５}とを比較するようにしてもよい。また、第２実施形態では、鉛電池１０の残存容量Ｑ_２５と始動可能残存容量Ｑ_{ｍｉｎ、２５}とを比較することでエンジン始動判定を行う例を示したが、１セル当たりの残存容量と１セル当たりの始動可能残存容量とを演算して比較するようにしてもよい。このようにすれば、式（３）による演算のステップを除くことができるので、更に短いステップ数でエンジン始動判定を行うことができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、予めＳＯＨを介して残存容量と放電電圧とを対応させているので、電池の劣化状態が考慮され電池状態を高い精度で推定することができると共に、ＳＯＨを介して残存容量と放電電圧とが対応しているので、ＳＯＨを調べることなく残存容量及び放電電圧のいずれか一方を実測することでいずれか他方を推定することができ、リアルタイムに電池状態を推定することができる。また、リアルタイムで高精度の電池状態を推定することができるので、リアルタイムで高精度のエンジン始動判定を行うことができると共に、エンジン始動不能の判定のときに電池を充電するので、エンジンを常時始動可能な電池状態に維持することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な第１の実施の形態の電池制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の電池制御装置が実行する電池状態制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】電池温度と残存容量補正値との関係を模式的に示すグラフである。
【図４】残存容量と放電電圧との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態において車輌側ＣＰＵにより実行される電池充電制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の電池制御装置が実行する電池状態制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態において車輌側ＣＰＵにより実行される電池充電制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】比較例の電池制御装置が実行する電池状態制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０鉛電池
２０電池制御装置
２６電流積算部
２８温度検出部
３０ＣＰＵブロック
３５車輌側ＣＰＵ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery state estimating method for estimating a remaining capacity or a discharge voltage of a battery, and an engine start determining method for determining a starting suitability of a vehicle driving engine started by the battery.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in driving a vehicle engine, measures to reduce exhaust gas by idle stop / start (hereinafter abbreviated as ISS) and to effectively use energy by regenerative charging using regenerative power as charging power have been promoted. Along with this, there is a demand for a battery technology related to an ISS or a rechargeable vehicle system. A lead battery is a typical battery applicable to these. As a method for determining whether or not the lead battery is in a charged state that allows ISS, a method of once estimating the charged state and re-estimating the discharge performance in the charged state is considered to be effective. This is based on the assumption that once the state of charge is determined, the performance of the battery is uniquely determined. The state of charge (hereinafter abbreviated as SOC) represents the ratio of the remaining capacity to the full charge capacity of the battery, as shown in the following equation (1).
[0003]
(Equation 1)

[0004]
One method of determining the state of charge of a lead battery is to measure the specific gravity of the electrolyte. In a lead battery, the specific gravity of the electrolytic solution is increased by charging, and the specific gravity of the electrolytic solution is decreased by discharging. Therefore, the state of charge of the lead battery can be estimated by measuring the specific gravity of the electrolytic solution.
[0005]
As a method of estimating the state of charge of a battery, a method of obtaining from an internal resistance at a large current or a differential internal resistance (a slope of a voltage-current straight line) and a method of obtaining from a relationship between a discharge current and a discharge voltage (for example, Patent Document 1) (See, for example, Patent Literature 2), and a method of determining with consideration of deterioration (see, for example, Patent Literature 3), and a method combining these (for example, Patent Literature 4). See also).
[0006]
In order to use the state of charge of the battery based on the discharge voltage at a large current for estimating the startable voltage of the vehicle engine, the state of charge is estimated from the high rate discharge at the time of engine start in the past, and then the high rate discharge is performed. It is necessary to obtain real-time information on the state of charge that can be corrected later by integrating the discharged current. At the time of engine start determination, a discharge voltage is predicted by a process reverse to the state of charge estimation, and it is determined whether the engine can be started.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-34727 (FIG. 2, paragraph [0016])
[Patent Document 2]
JP-A-7-128415 (paragraph number "0011")
[Patent Document 3]
JP-A-8-43504 (FIG. 1, paragraph number “0006”)
[Patent Document 4]
JP-A-7-63830 (FIG. 3, paragraph number “0027”)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method of determining the engine start based on the high-rate discharge in the past is a direct and theoretically excellent method. Since information other than discharge is required, data processing becomes complicated, resulting in high development costs and high device costs. Also, the battery state estimation method using SOC assumes that once the SOC is determined, the battery state is uniquely determined. However, even with the same SOC, a deteriorated battery has a lower discharge voltage than before deterioration. Battery state estimation is inaccurate. That is, since the high-rate discharge performance is strongly affected by the battery deterioration, when estimating the SOC using the deteriorated battery, it is unavoidable to greatly reduce the estimation accuracy.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a highly accurate battery state estimation method suitable for a vehicle system performing an idle stop / start and an engine start determination method capable of determining in real time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a first aspect of the present invention is a battery state estimation method for estimating a remaining capacity or a discharge voltage of a battery, wherein a ratio of a current full charge capacity to an initial full charge capacity of the battery is provided. The residual capacity and the discharge voltage are previously associated with each other via the SOH representing the following, and one of the residual capacity and the discharge voltage is actually measured, and based on the correspondence between the residual capacity and the discharge voltage, the actually measured residual capacity is calculated. And estimating the other from either one of the discharge voltage and the discharge voltage.
[0011]
In this aspect, the remaining capacity and the discharge voltage are previously associated via the SOH, so that the battery state can be estimated with high accuracy in consideration of the deterioration state of the battery, and the remaining capacity and the discharge voltage can be estimated via the SOH. Since the voltages correspond to each other, one of the remaining capacity and the discharge voltage can be estimated by actually measuring one of the remaining capacity and the discharge voltage without checking the SOH, and the battery state can be estimated in real time.
[0012]
In this case, if the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage is established at least at 51% or more of the SOH, the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage is established immediately after the SOH 100% is manufactured until the SOH deteriorates to 51%. It is possible to estimate the remaining capacity or discharge voltage irrespective of the SOH within the practical range of.
[0013]
Further, if the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage is set to a 1: 1 relationship via the SOH, one of the remaining capacity and the discharge voltage can be immediately determined by actually measuring the other. Can be quickly estimated. Further, if the actually measured remaining capacity or discharge voltage is corrected to the remaining capacity or discharge voltage at a predetermined temperature, more accurate estimation can be performed. Here, the predetermined temperature refers to a temperature when the remaining capacity and the discharge voltage are made to correspond in advance, and can be, for example, room temperature of 25 ° C.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an engine start determining method for estimating a remaining capacity of a battery and determining a starting suitability of a vehicle driving engine started by the battery, wherein a current full charge capacity of the battery relative to an initial full charge capacity of the battery is determined. The remaining capacity and the discharge voltage are made to correspond in advance via the SOH representing the ratio of the charge capacity, and the engine start minimum voltage required for starting the engine is set in advance based on the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage. The remaining battery capacity of the battery required for starting the engine is estimated from the above, the remaining capacity of the battery is measured, and the actually measured remaining capacity is compared with the remaining battery capacity. Determining that the engine can be started when the remaining capacity is equal to or more than the remaining capacity.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an engine start determination method for estimating a discharge voltage of a battery and determining a starting suitability of a vehicle driving engine started by the battery. Based on the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage from the actually measured remaining capacity, the remaining capacity and the discharge voltage are previously associated with each other through the SOH representing the ratio of the charge capacity, and the remaining capacity and the discharge voltage are measured in advance. Estimating a discharge voltage of the battery, comparing the estimated discharge voltage with an engine start minimum voltage necessary for starting the engine, and operating the engine when the estimated discharge voltage is equal to or higher than the engine start minimum voltage. Determining that start is possible.
[0016]
In the second and third aspects of the present invention, the method for estimating the battery state in real time and with high accuracy according to the first aspect is used. In the second aspect, the remaining capacity reference value is estimated from the discharge voltage reference value, In the embodiment, since the discharge voltage is estimated from the actually measured remaining capacity of the battery, highly accurate engine start determination can be performed in real time.
[0017]
In the second or third aspect, when the measured remaining capacity is less than the battery remaining capacity or when the estimated discharge voltage is less than the engine starting minimum voltage, it is determined that the engine cannot be started. , The engine can be maintained in a battery state in which the engine can always be started.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a battery control device to which the present invention can be applied will be described with reference to the drawings. The battery control device of the present embodiment is used as a device that controls a lead battery. Note that the lead battery forms a part of a 42V system that can be charged (regenerated) by a motor (generator) (not shown).
[0019]
The lead battery has a monoblock battery case which is defined in 18 cell chambers by partitions partitioning the inside vertically and horizontally. In each cell chamber, a plurality of positive electrode plates and one more negative electrode plate than the number of the positive electrode plates are alternately arranged with a retainer (separator) interposed therebetween, and a set of electrode plates each having a negative electrode plate arranged on both outer sides is provided. The electrolyte solution (dilute sulfuric acid) is held in the retainer. Each cell chamber is sealed, and a control valve is provided at the top. Each cell (unit cell) is connected in series by a conductive connecting member connecting the cells. Each cell voltage is 2V and the nominal voltage of the whole lead battery is 36V. A positive terminal and a negative terminal are erected at the upper diagonal position of the monoblock battery case.
[0020]
As shown in FIG. 1, the positive terminal of the lead battery 10 is connected to one end of a shunt resistor 21 that detects a current flowing through the lead battery 10 as a voltage. The other end of the shunt resistor 21 is connected to the external + terminal. Both ends of the shunt resistor 21 are connected to a current integrating unit 26 described later. In addition, the positive terminal and the negative terminal of the lead battery 10 are connected to a voltmeter 22 that detects a voltage between both ends of the lead battery 10. The voltmeter 22 is connected to a voltage detection unit 27 described later. The negative terminal of the lead battery 10 is connected to the external negative terminal. A temperature sensor 23 such as a thermistor for detecting the battery temperature is fixed to a substantially central portion of the surface of the lead battery 10. Both ends of the temperature sensor 23 are connected to a temperature detection unit 28 described later.
[0021]
The battery control device 20 includes a CPU block 30 that controls the entire device. The CPU block 30 controls a data transfer with each unit in the battery control device 20 to calculate data, a ROM 30b storing a basic control program of the battery control device 20, a work area of the CPU and various data. Are temporarily stored in the RAM 30c and an internal bus connecting them.
[0022]
An external bus 29 is connected to the CPU block 30. The external bus 29 counts the voltage detected by the shunt resistor 21 as an integrated value of the current, converts the integrated value into an analog-to-digital (A / D) signal, and converts the voltage across the lead battery 10 detected by the voltmeter 22 into an A / D signal. A voltage detector 27 for conversion; a temperature detector 28 for A / D converting the battery temperature detected by the temperature sensor 23; a non-volatile EPROM 31 storing data corresponding to a remaining capacity and a discharge voltage, as will be described later; Are connected to a display control unit 32 for controlling a display device 34 and a parallel interface 33. Further, a display device 34 is connected to the display control unit 32, and a vehicle-side CPU 35 for controlling a vehicle-side motor and an engine is connected to the parallel interface 33.
[0023]
Next, an operation of the battery control device 20 of the present embodiment will be described with reference to a flowchart. When power is supplied to the battery control device 20 from the lead battery 10 via a power supply unit (not shown), a basic control program and the like stored in the ROM 30b are developed in the RAM 30c and an initial setting process is performed. Thereafter, the CPU 30a executes a battery state control routine for determining whether or not the lead battery 10 is in a battery state suitable for starting the engine.
[0024]
As shown in FIG. 2, in this battery state control routine, first, at step 102, the remaining capacity Q of the lead battery 10 is _T Ask for. That is, the current accumulating unit 26 calculates the discharge time from the full charge capacity when the voltage detected by the voltage detection unit 27 reaches the predetermined voltage and the lead battery 10 is fully charged to the current discharged from the lead battery 10. Is always integrated. Therefore, the CPU 30a takes in the integrated value of the current integrating unit 26, subtracts the integrated value from the full charge capacity, and _T And store it in the RAM 30c. In the next step 104, the battery temperature T is fetched from the temperature detector 28 and stored in the RAM 30c.
[0025]
Next, in step 106, the battery temperature T and the remaining capacity correction value (Q _T −Q ₂₅ ) (Unit Ah), the remaining capacity Q at the battery temperature T _T Is the remaining capacity Q at 25 ° C. ₂₅ Temperature correction.
[0026]
Here, the battery temperature T and the remaining capacity correction value (Q _T −Q ₂₅ ) Will be described. The relationship between the remaining capacity and the discharge voltage when the battery temperature T is −15, 0, 25, and 60 ° C. is measured in advance, and the remaining capacity Q at which a predetermined discharge voltage is obtained at each temperature. _T And the remaining capacity Q at a battery temperature of 25 ° C. as shown in FIG. ₂₅ Difference (Q _T −Q ₂₅ ) Was used as the remaining capacity correction value at the battery temperature T. The battery temperature T and the remaining capacity correction value are set as one set of data, and four sets of data are stored in the EPROM 31.
[0027]
Therefore, in step 106, of the four sets of data stored in the EPROM 31, the battery temperature T fetched in step 104 is calculated by interpolation from the two most recent sets of data sandwiched therebetween. For example, the remaining capacity correction value when the battery temperature T is 10 ° C. is (5Ah−0Ah) × (5Ah−0Ah) by a proportional calculation from the remaining capacity correction value 5 at 0 ° C. and the remaining capacity correction value 0 at 25 ° C. (25 ° C.-10 ° C.) / 25 ° C. = 3 (Ah). The remaining capacity correction value (Q _T −Q ₂₅ ) Is stored in the RAM 30c in step 102. _T From the remaining capacity Q ₂₅ Is obtained and stored in the RAM 30c.
[0028]
In the next step 108, the remaining capacity Q stored in the RAM 30 c in step 106 is obtained based on the data corresponding to the remaining capacity Q stored in the EPROM 31 and the discharge voltage VC per cell. ₂₅ Discharge voltage VC per cell corresponding to ₂₅ Is calculated.
[0029]
Here, data corresponding to the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell will be described. As shown in FIG. 4, the remaining capacity and the discharge voltage per cell were measured in advance for cells in different states of deterioration as follows. In FIG. 4, SOH (State of Health, hereinafter abbreviated as SOH) is a parameter indicating the state of deterioration of the battery, and as shown in the following equation (2), the full charge with respect to the initial full charge capacity of the battery. The capacity percentage is expressed as a percentage.
[0030]
(Equation 2)

[0031]
Five single cells were prepared, and each cell was charged in advance after the initial operation, and the cells were fully charged. At this time, the capacity of the single cell was 20 Ah on the average of five cells. At SOH = 100%, the voltage at the 0.2 second time when discharged at 25 ° C. and 250 A was repeatedly measured 5 times for each cell, and the average value (1.86 V) of the obtained 25 data remained. The discharge voltage per cell was plotted on the ordinate against the remaining capacity Q on the abscissa as the discharge voltage per cell at a capacity of 20 Ah. After further discharging for a predetermined time, the remaining capacity Q and the 0.2 second voltage of each cell were measured and plotted in the same manner. The discharge at predetermined time intervals was successively repeated, and the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell were measured and plotted in the same manner each time the predetermined time elapsed. Next, charge / discharge was repeated for each cell, and the full charge capacity was measured for each cell after repeating 500 times. As a result, the average of 5 cells was 14.6 Ah, and the SOH was 73% from the equation (2). Met. At SOH = 73%, the remaining capacity Q and the discharge voltage per cell were plotted in the same manner as when SOH = 100%. Thereafter, measurement and plotting were performed in the same manner until the SOH became 51%.
[0032]
Next, for each of the data measured in the SOH range of 51 to 100%, an approximate straight line representing the relationship between the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell was calculated by the least squares method for each 2 Ah range of the remaining capacity Q. I asked for each. At this time, the approximation was performed so that the approximation straight lines in the adjacent range were connected at one point. As a result, the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell measured for a cell having an SOH of 51 to 100% are approximated to one continuous line graph in which the remaining capacity Q is in the range of 6 to 20 Ah ( The remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell correspond to 1: 1 via SOH). Thereby, the discharge voltage VC per cell can be obtained from the remaining capacity Q of the battery without checking the SOH, and conversely, the remaining capacity Q can be obtained from the discharge voltage VC per cell. The remaining capacity Q at both ends of the approximation straight line approximated for each range of 2 Ah by the least square method and the discharge voltage VC per cell are set as one set of corresponding data, and eight sets of corresponding data are stored in the EPROM 31 in advance.
[0033]
Also, as shown in FIG. 4, the open circuit voltage (OCV) was measured for a cell having an SOH of 51% to 100%, and it was found that the open circuit voltage and the remaining capacity Q corresponded via the SOH. Was. Thus, by measuring the open circuit voltage, the remaining capacity Q can be obtained without checking the SOH. Further, as shown in FIG. 4, the internal resistance was measured for a cell having an SOH of 51% to 100%, and it was found that the internal resistance and the remaining capacity Q corresponded via the SOH. Thus, the remaining capacity Q can be obtained by measuring the internal resistance without checking the SOH. After obtaining the remaining capacity Q, the integrated value of the product of the discharged current and the discharge time is subtracted from the obtained remaining capacity Q to obtain the corrected remaining capacity by current integration.
[0034]
Minimum engine start voltage V required for starting the engine at 25 ° C. _{min, 25} Is determined by the specification of the starting motor for starting the engine. _min , And a startable voltage VC per cell by a calculation formula described later. _{min, 25} Is obtained and stored in the EPROM 31. Discharge voltage VC per cell ₂₅ Is the startable voltage VC per cell _{min, 25} If it is lower than the predetermined value, the start of the engine becomes uncertain and the ISS becomes impossible (in this embodiment, the engine cannot be started if the voltage is less than 1.68 V). Conversely, since the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell correspond via the SOH, the startable voltage VC per cell _{min, 25} Starting capacity Q as the minimum remaining battery capacity required to start the engine from _{min, 25} Can be estimated. Battery remaining capacity Q ₂₅ Is the starting remaining capacity Q _{min, 25} If it is less than, the start of the engine becomes uncertain and the ISS becomes impossible. This startable voltage VC per cell _{min, 25} Are also stored in the EPROM 31 in advance.
[0035]
Therefore, in step 108 of FIG. 2, the remaining capacity Q obtained in step 106 of the eight sets of corresponding data stored in the EPROM 31 is determined. ₂₅ The discharge voltage VC per cell is calculated from the last two sets of corresponding data with ₂₅ Is calculated.
[0036]
On the other hand, the startable voltage VC per cell _{min, 25} Is V _{min, 25} Is calculated by the following equation (3). In equation (3), I represents current, and R represents connection member resistance. As described above, the lead battery 10 has 18 cells, and each cell is connected in series by the connection member. For this reason, a voltage drop occurs in the connection member. Assuming that the resistance generated in the entire connection member is a connection member resistance R (for example, about 16 mΩ), the minimum engine start voltage at the time of 250 A discharge of the lead battery 10 is V, depending on the specification of the start motor for starting the engine. _{min, 25} = 26.24 (V), the startable voltage VC per cell _{min, 25} Is VC _{min, 25} = (26.24 + 250 × 16/1000) /18=1.68 (V).
[0037]
[Equation 3]

[0038]
In step 118, the discharge voltage VC per cell obtained in step 108 ₂₅ Is the startable voltage VC per cell _{min, 25} To calculate the voltage ratio P divided by. Next, in step 120, it is determined whether or not the voltage ratio P ≧ 1.04. If the determination is affirmative, it is determined that the engine can be started. In the next step 122, the start of the vehicle is notified to the vehicle CPU 35 through the parallel interface 33. I do.
[0039]
Subsequently, at step 124, the voltage ratio P is notified to the vehicle-side CPU 35 through the parallel interface 33. In the next step 126, the display device 34 is displayed via the display control unit 32 to indicate that start is possible, and the battery state control routine returns to step 102.
[0040]
Conversely, when a negative determination is made in step 120, it is determined that the engine cannot be started, and in the next step 128, the start of the vehicle is notified to the vehicle CPU 35 through the parallel interface 33. Next, at step 130, the start-up impossible is displayed on the display device 34 via the display control unit 32, and the battery state control routine returns to step 102.
[0041]
On the other hand, the vehicle-side CPU 35 executes a battery charge control routine for controlling the charging of the lead battery 10 as shown in FIG.
[0042]
In this battery charge control routine, first, in step 202, the start enable notification or the start disable notification notified from the CPU 30a in step 122 or step 128 of FIG. 2 is received. In the next step 204, the voltage ratio P notified from the CPU 30a in step 124 is received. Next, in step 206, it is determined whether or not the engine is running. If the determination is affirmative, in the next step 208, it is determined whether or not the received notification is a start enable notification. The control routine returns to step 202. Conversely, when a negative determination is made, the motor is set to the power generation state in the next step 210, and the battery charge control routine returns to step 202. As a result, the lead battery 10 is charged and becomes ISS-capable.
[0043]
On the other hand, if a negative determination is made in step 206, that is, if the engine is stopped, it is determined in next step 212 whether or not the voltage ratio P <1.02. If a negative determination is made, the battery charge control routine returns to step 202. . Conversely, if the determination is affirmative, in the next step 214, the stopped engine is forcibly started, the motor is set in the power generation state, and the battery charge control routine returns to step 202. Thereby, the lead battery 10 is charged, and it is possible to prevent the engine from being unable to be restarted while the engine is stopped.
[0044]
As described above, the EPROM 31 of the battery control device 20 of the present embodiment stores the correspondence data in which the remaining capacity Q at 25 ° C. and the discharge voltage VC per cell are associated via the SOH. Remaining capacity Q without checking SOH ₂₅ From the discharge voltage VC per cell ₂₅ Can be calculated.
[0045]
In the present embodiment, the remaining capacity Q of the lead battery 10 at the battery temperature of 25 ° C. is determined in the battery state control routine. ₂₅ From the discharge voltage VC per cell ₂₅ Is calculated (step 108), and the discharge voltage V of the lead battery 10 is calculated. ₂₅ (Step 110), the discharge voltage V ₂₅ And startable voltage V _{min, 25} Then, the starting suitability of the engine using the lead battery 10 is determined (steps 118 to 120), and the determination result is notified to the vehicle side (

steps

122, 124, 128). On the other hand, in the battery charge control routine, the lead battery 10 is charged (steps 210 and 214) according to the notified determination result (steps 208 and 212). Therefore, by using the corresponding data stored in the EPROM 31, the remaining capacity Q ₂₅ And discharge voltage VC per cell ₂₅ Correspond to each other via the SOH, it is possible to accurately estimate the real-time battery state even when the SOH of the lead battery 10 is different, and to set the discharge voltage VC per cell. ₂₅ From the discharge voltage V of the lead battery 10 ₂₅ Can be calculated, the discharge voltage V ₂₅ And startable voltage V _{min, 25} By comparing with the above, it is possible to determine the suitability for starting the engine with high accuracy and in real time. In addition, by charging the lead battery 10 in accordance with this determination result, the lead battery 10 can be brought into a state in which the engine can be started, so that a battery state in which ISS can be maintained can be maintained.
[0046]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the battery control device to which the present invention can be applied will be described. In the present embodiment, the remaining capacity Q and the minimum startable remaining capacity Q required for starting the engine are set. _min The engine start determination is made by comparing the above. Note that, in the present embodiment, the same configurations and processes as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different points will be described.
[0047]
As shown in FIG. 6, in step 150 following step 106, the startable remaining capacity Q of the lead battery 10 at 25 ° C. _{min, 25} Is stored in the RAM 30c. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 156, and if the determination is negative, the process proceeds to step 114.
[0048]
In step 154 following step 114, the startable voltage VC per cell is calculated based on the correspondence data between the remaining capacity Q stored in the EPROM 31 and the discharge voltage VC per cell. _{min, 25} Start-up remaining capacity Q required for starting the engine corresponding to _{min, 25} Is calculated (see FIG. 4) and stored in the RAM 30c.
[0049]
In step 156, the remaining capacity Q obtained in step 106 ₂₅ Is the startable remaining capacity Q calculated in step 154 _{min, 25} To calculate the remaining capacity ratio P ′. Next, in step 158, it is determined whether or not the remaining capacity ratio P ′ ≧ 1.3.
[0050]
In step 160 following step 122, the remaining capacity ratio P 'is notified to the vehicle CPU 35 through the parallel interface 33.
[0051]
On the other hand, the vehicle-side CPU 35 executes a battery charge control routine for controlling the charging of the lead battery 10 as shown in FIG.
[0052]
In this battery charge control routine, in step 250 following step 202, the remaining capacity ratio P ′ notified from the CPU 30a in step 160 is received. If a negative determination is made in the next step 206, it is determined in step 252 whether or not the remaining capacity ratio P ′ <1.15. When an affirmative determination is made in step 206, the lead battery 10 is charged according to the notification received in step 202.
[0053]
Next, an example in which an actual ISS determination is performed by the battery control device 20 according to the present embodiment will be described. Note that a comparative example performed for comparison is also described.
[0054]
(Example 1)
In Example 1, the lead battery 10 was used whose initial full charge capacity was 15 Ah and the full charge capacity was reduced to 60% (SOH = 60%). The lead battery 10 was charged to a fully charged state before the start of the test.
[0055]
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the same lead battery 10 as in Example 1 was used, and the battery control device executed the conventional battery state control routine shown in FIG. In step 302, the voltage when the lead battery 10 was pulse-discharged was detected. Next, in step 304, the SOC of the battery was estimated from the voltage detected in step 302 based on the relationship between the SOC and the discharge voltage obtained in advance. In the next step 306, the SOC obtained by subtracting the integrated value of the product of the current discharged after the pulse discharge and the discharge time divided by the full charge capacity from the SOC estimated in step 304 to obtain a corrected SOC. Next, in step 308, the discharge voltage V was estimated from the SOC corrected in step 306, based on the relationship between the SOC and the discharge voltage obtained in advance. Next, at step 310, the engine startable voltage V _min Is read, and in the next step 312, the estimated discharge voltage V is _min Judgment is made as to whether or not this is the case. If the judgment is affirmative, it is judged that the engine can be started and the start is displayed on the display device. I let it. Therefore, the battery control device of the first comparative example differs from the battery control device 20 of the first embodiment in which the SOC is estimated without performing the estimation of the SOC based on the remaining capacity without estimating the SOC.
[0056]
(test)
In the battery state control routine of Example 1 and Comparative Example 1, a test was performed in which the cycle of discharging the lead battery 10 at 250 A for 0.5 second after leaving the battery unenergized (zero current) for 10 minutes was performed. An engine start determination was made for each cycle assuming a vehicle with an engine startable voltage of 26 V at 250 A for 0.2 seconds, and the number of cycles when it was determined that starting was impossible was measured. In addition, the number of cycles when the discharge voltage of the lead battery 10 actually became less than 26 V and the engine could not be started was also measured. The measurement results are shown in Table 1 below.
[0057]
[Table 1]

[0058]
As shown in Table 1, in Comparative Example 1, it was determined that starting was impossible in 56 cycles, and it was 102 cycles that the discharge voltage actually became lower than the startable voltage of 26 V. On the other hand, in Example 1, it was determined that the engine could not be started in 92 cycles, and it was 101 cycles in which the engine was not actually started, and the difference between the determination result and the measured result was small.
[0059]
As described above, the EPROM 31 of the battery control device 20 of the present embodiment stores the correspondence data in which the remaining capacity Q at 25 ° C. and the discharge voltage VC per cell are associated via the SOH. Starting voltage VC per cell without checking SOH _{min, 25} Starting capacity Q _{min, 25} Can be calculated.
[0060]
In the present embodiment, the remaining capacity Q of the lead battery 10 at the battery temperature of 25 ° C. is determined in the battery state control routine. ₂₅ (Steps 102 to 106), and a startable voltage VC per cell is calculated. _{min, 25} Starting capacity Q _{min, 25} Are calculated (steps 152 and 154), and the remaining capacity Q ₂₅ And startable remaining capacity Q _{min, 25} Then, the suitability of the engine to be started by the lead battery 10 is determined (steps 156 to 158). Therefore, by using the corresponding data stored in the EPROM 31, the remaining capacity Q ₂₅ And discharge voltage VC per cell ₂₅ Correspond to each other via the SOH, it is possible to estimate the battery state in real time with high accuracy even for batteries having different SOHs, and to set the startable voltage VC per cell. _{min, 25} Starting capacity Q of lead battery 10 _{min, 25} Can be calculated, the remaining capacity Q ₂₅ And startable remaining capacity Q _{min, 25} By comparing with the above, it is possible to determine the suitability for starting the engine with high accuracy and in real time.
[0061]
Further, since the discharge voltage is a factor directly related to the engine start, the above-described first embodiment is easier to understand intuitively than the second embodiment. However, in the first embodiment, the discharge voltage is stored in the EPROM 31 every time a determination is made. Remaining capacity Q depending on the corresponding data ₂₅ From the discharge voltage VC ₂₅ Is required (step 108), whereas in the second embodiment, the startable voltage VC _{min, 25} Starting capacity Q _{min, 25} Need only be performed once (step 154). Therefore, in the second embodiment, the suitability for starting the engine can be determined with a shorter number of steps or a simple circuit in terms of hardware.
[0062]
In the above embodiment, the battery temperature T and the remaining capacity correction value (Q _T −Q ₂₅ ), The data corresponding to the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell, and the engine startable voltage VC per cell. _{min, 25} Is stored in the EPROM 31. However, for mass production, it is preferable to store these data in the ROM 30b in order to increase the processing speed. Further, in the above embodiment, the example in which the voltmeter 22 and the voltage detection unit 27 are connected to measure the voltage of the lead battery 10 has been described. However, when the discharge capacity is actually measured, the battery control device 20 uses the voltmeter 22 And the voltage detection unit 27 may not be provided.
[0063]
Further, in the above embodiment, as the corresponding data between the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell, the measurement value when discharging at 250 A at 25 ° C. is exemplified. It is not limited. That is, the reference of the remaining capacity correction value may be a temperature different from 25 ° C. In addition, the EPROM 31 stores a plurality of corresponding data obtained by measuring a discharge voltage per cell when discharging at a plurality of different discharge currents, for example, 200 A, 250 A, and 300 A, and selects corresponding data having a similar current value. You may use it. Thereby, the accuracy of estimating the discharge voltage or the remaining capacity can be improved.
[0064]
Furthermore, the number of sets of the correspondence data between the remaining capacity Q and the discharge voltage VC per cell and the correspondence data between the battery temperature T and the remaining capacity correction value may be increased. By doing so, the accuracy of temperature correction, remaining capacity estimation, and discharge voltage estimation can be improved. In addition, a function formula of an approximated straight line (curve) may be stored as the corresponding data. Furthermore, since these correspondence data differ depending on the specification of the battery, it is preferable to use the correspondence data according to the specification of the battery to be used.
[0065]
Further, in the above-described embodiment, the method of reducing the integrated value of the product of the discharged current and the discharge time from the full charge capacity when calculating the remaining capacity is described as an example. You may.
{Circle around (1)} A method of measuring the discharge voltage and obtaining the remaining capacity Q based on the correspondence between the remaining capacity Q and the discharge voltage (see FIG. 4).
{Circle over (2)} A method of integrating the product of the charging current and the charging time after complete discharge (SOC = 0%), and using this as the remaining capacity Q of the lead battery 10.
{Circle over (3)} A method of measuring the open circuit voltage and obtaining the remaining capacity Q based on the correspondence between the previously obtained open circuit voltage (OCV) and the remaining capacity Q (see FIG. 4).
{Circle around (4)} A method of determining the remaining capacity Q by measuring the internal resistance based on the correspondence between the previously obtained internal resistance and the remaining capacity Q (see FIG. 4).
[0066]
Furthermore, in the above-described embodiment, an example has been described in which data processing is performed by software using a basic control program stored in the ROM 30b, but data processing may be performed by hardware (circuit) instead. Further, in the above-described embodiment, the example in which the control of the battery control device 20 and the data processing are performed by the CPU 30a has been described. However, the control may be performed by the vehicle-side CPU 35 that controls the engine and the motor. Further, in the above-described embodiment, an example in which the parallel interface 33 is used for data transmission and reception between the CPU 30a and the vehicle-side CPU 35 has been described. However, in general, a serial interface such as CAN (Control Area Network) is used for data transmission and reception between CPUs. On the other hand, in the above embodiment, since the amount of information output between CPUs is small, a complicated protocol can be avoided by using a parallel interface.
[0067]
Furthermore, in the above-described embodiment, an example has been described in which the display control unit 32 to which the display device 34 is connected is connected to the CPU block 30 side of the battery control device 20. Since the vehicle-side CPU 35 controls the engine and the motor, the display device 34 and the display control unit 32 are connected to the vehicle-side CPU 35, and the vehicle-side CPU 35 is connected to the vehicle panel based on information such as the determination result output from the CPU block 30. Displaying it is more practical. If the battery state is displayed on the display device 34 based on the voltage ratio P or the remaining capacity ratio P ′, the battery state can be visually checked in advance.
[0068]
In the first embodiment, the voltage V of the lead battery 10 is ₂₅ And startable voltage V _{min, 25} Has been described, an engine start determination is made by comparing the discharge voltage VC per cell. ₂₅ And startable voltage VC _{min, 25} May be compared. In the second embodiment, the remaining capacity Q of the lead battery 10 is ₂₅ And startable remaining capacity Q _{min, 25} Although the example in which the engine start determination is performed by comparing the remaining capacity with the remaining capacity may be calculated and compared with the remaining capacity per cell and the startable remaining capacity per cell. By doing so, the steps of the calculation according to the equation (3) can be eliminated, so that the engine start determination can be performed with a shorter number of steps.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the remaining capacity and the discharge voltage are made to correspond in advance via the SOH, so that the battery state can be estimated with high accuracy in consideration of the battery deterioration state, Since the remaining capacity and the discharge voltage correspond via the SOH, one of the remaining capacity and the discharge voltage can be estimated by actually measuring the other without checking the SOH, and the state of the battery can be estimated in real time. Can be estimated. In addition, since the state of the battery can be accurately estimated in real time, the engine start can be accurately determined in real time, and the battery is charged when the engine cannot be started, so that the engine is always started. The effect of being able to maintain a possible battery state can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a battery control device according to a first embodiment to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a flowchart of a battery state control routine executed by the battery control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a graph schematically showing a relationship between a battery temperature and a remaining capacity correction value.
FIG. 4 is a graph schematically showing a relationship between a remaining capacity and a discharge voltage.
FIG. 5 is a flowchart of a battery charge control routine executed by a vehicle-side CPU in the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of a battery state control routine executed by the battery control device according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart of a battery charge control routine executed by a vehicle-side CPU in a second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a battery state control routine executed by a battery control device of a comparative example.
[Explanation of symbols]
10 Lead battery
20 Battery control device
26 Current integration section
28 Temperature detector
30 CPU block
35 Vehicle CPU

Claims

A battery state estimation method for estimating a remaining capacity or a discharge voltage of a battery,
Allowing the remaining capacity and the discharge voltage to correspond in advance via SOH representing the ratio of the current full charge capacity to the initial full charge capacity of the battery,
Measure one of the remaining capacity and the discharge voltage,
Based on the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage, one of the actually measured remaining capacity and the discharge voltage is estimated from the other.
A method for estimating a battery state, comprising the steps of:

The battery state estimating method according to claim 1, wherein the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage is established at least at least 51% of the SOH.

3. The battery state estimation method according to claim 1, wherein the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage is a 1: 1 correspondence via the SOH.

4. The method according to claim 1, further comprising: after actually measuring one of the remaining capacity and the discharge voltage, correcting the measured remaining capacity to a remaining capacity at a predetermined temperature. The battery state estimating method according to 1.

An engine start determination method for estimating a remaining capacity of a battery and determining start suitability of a vehicle drive engine started by the battery,
Via the SOH indicating the ratio of the current full charge capacity to the initial full charge capacity of the battery, the remaining capacity and the discharge voltage are made to correspond in advance,
Based on the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage, the remaining battery capacity of the battery required for starting the engine is estimated from an engine starting minimum voltage required for starting the engine, which is set in advance,
Measure the remaining capacity of the battery, compare the measured remaining capacity with the battery remaining capacity,
It is determined that the engine can be started when the actually measured remaining capacity is equal to or greater than the battery remaining capacity,
An engine start determination method characterized by including a step.

An engine start determination method for estimating a discharge voltage of a battery and determining start suitability of a vehicle drive engine started by the battery,
Via the SOH indicating the ratio of the current full charge capacity to the initial full charge capacity of the battery, the remaining capacity and the discharge voltage are made to correspond in advance,
Measure the remaining capacity of the battery,
Estimating the discharge voltage of the battery based on the correspondence between the remaining capacity and the discharge voltage from the actually measured remaining capacity,
Comparing the estimated discharge voltage with the engine start minimum voltage required for starting the engine,
It is determined that the engine can be started when the estimated discharge voltage is equal to or higher than the engine start minimum voltage,
An engine start determination method characterized by including a step.

When the actually measured remaining capacity is less than the battery remaining capacity or when the estimated discharge voltage is less than the engine starting minimum voltage, it is determined that the engine cannot be started, and the battery is charged. An engine start determination method according to claim 5 or claim 6.