JP2006112944A - Battery temperature detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池モジュールを構成する複数のセルの温度を推定する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for estimating temperatures of a plurality of cells constituting a battery module.
従来、電池モジュールを構成する複数の単電池のうち、少なくとも1つの単電池にサーミスタを設け、サーミスタによって単電池の温度を検出するとともに、電池モジュールの情報を取得し、検出した単電池の温度および電池モジュールの情報に基づいて、サーミスタが設けられていない他の単電池の温度を推定する電池温度検出装置が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a thermistor is provided in at least one single cell among a plurality of single cells constituting the battery module, the temperature of the single cell is detected by the thermistor, the battery module information is acquired, and the detected temperature of the single cell and A battery temperature detection device that estimates the temperature of another unit cell not provided with a thermistor based on information on a battery module is known (see Patent Document 1).
しかしながら、従来の電池温度検出装置では、電池モジュールに関する情報を取得するために、電池モジュールを冷却する冷却風の温度を検出するサーミスタも必要であり、単電池の温度を検出するサーミスタと合わせて、少なくとも2つのサーミスタが必要になるという問題があった。 However, the conventional battery temperature detection device also requires a thermistor that detects the temperature of the cooling air that cools the battery module in order to acquire information about the battery module, and together with the thermistor that detects the temperature of the unit cell, There was a problem that at least two thermistors were required.
本発明による電池温度検出装置は、温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、各単電池の温度を推定することを特徴とする。 The battery temperature detection device according to the present invention estimates the temperature of each single cell based on the temperature of the battery module detected by the temperature detection means and the charge / discharge power integrated value calculated by the charge / discharge power integrated value calculation means. It is characterized by doing.
本発明による電池温度検出装置によれば、温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、各単電池の温度を推定するので、1つの温度検出手段を用いるだけで、複数の単電池の温度を推定することができる。 According to the battery temperature detection device of the present invention, the temperature of each unit cell is determined based on the temperature of the battery module detected by the temperature detection means and the charge / discharge power integrated value calculated by the charge / discharge power integrated value calculation means. Therefore, the temperature of a plurality of single cells can be estimated by using only one temperature detection means.
−第1の実施の形態−
図1は、第1の実施の形態における電池温度検出装置を搭載した電気自動車の駆動システムを示す図である。電池モジュール1は、複数の薄型単電池C1〜Cnを直列に接続して構成されている。電池モジュール1の直流電圧は、インバータ2において、3相交流電圧に変換されて、電気自動車の走行駆動源である3相交流モータ3に印加される。電池モジュール1と、インバータ2との間を結ぶ強電ハーネス9には、強電リレー8aおよび8bが設けられている。強電リレー8a,8bのオン/オフは、制御装置7によって制御される。
-First embodiment-
FIG. 1 is a diagram showing a drive system for an electric vehicle on which the battery temperature detection device according to the first embodiment is mounted. The
電圧センサ4は、電池モジュール1の総電圧BATVOLを検出する。電流センサ5は、組電池1の充電電流および放電電流(以下、まとめて充放電電流BATCURと記載する)を検出する。ここでは、充電電流検出時に正の値が検出され、放電電流検出時に負の値が検出されるものとする。サーミスタ6は、電池モジュール1の温度を検出する。ただし、電池モジュール1の内部の温度は全体として均一ではなく、バラツキがあるために、電池モジュール1内部の平均温度が検出可能な位置にサーミスタ6を設けて、電池モジュール1の内部の平均温度TMPAVEを検出する。
The voltage sensor 4 detects the total voltage BATVOL of the
制御装置7は、電圧センサ4により検出される電圧値BATVOL、電流センサ5により検出される電流値BATCUR、および、電池モジュール1内部の平均温度TMPAVEを、所定のサンプリング周期で取得する。制御装置7は、また、電池モジュール1の充放電電力の積算値CAPACCを演算することにより、電池モジュール1を構成する複数の薄型単電池C1〜Cnの温度を推定する。各薄型単電池C1〜Cnの温度を推定する方法は、後述する。また、制御装置7は、後述するカウントダウンタイマTIMDOWNおよびカウントアップタイマTIMUPを備えている。
The control device 7 acquires the voltage value BATVOL detected by the voltage sensor 4, the current value BATCUR detected by the current sensor 5, and the average temperature TMPAVE inside the
図2は、電池モジュール1の詳細な構成を示す図である。電池モジュール1は、フレーム24内に、複数の薄型単電池C1〜Cnを積層して構成されている。図3は、薄型単電池(以下、単電池と呼ぶ)の詳細な構成を示す図である。単電池の外装ケース41内には、発電要素42が収容されており、また、正極タブ43および負極タブ44が設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the
電池モジュール1の上面には、上面ヒートシンク22が設けられており、下面には、下面ヒートシンク27が設けられている。ヒートシンク22および27には、それぞれ冷却風を通すための通風口21が設けられている。また、ヒートシンク22,27の近くに設けられている薄型単電池と、電池モジュール1の内部に設けられている薄型単電池との間の温度差を抑制するために、上面ヒートシンク22と下面ヒートシンク27との間のほぼ中央に、中間ヒートシンク25が設けられている。この中間ヒートシンク25にも通風口21が設けられている。
An upper surface heat sink 22 is provided on the upper surface of the
サーミスタ6は、電池モジュール1内部の平均温度が検出可能な位置に設けられて、電池モジュール1の内部の平均温度TMPAVEを検出する。図4は、一定電力放電時における電池モジュール1の温度分布マップである。実験等によって、図4に示すような温度分布マップを予め求めておき、電池モジュール1の平均温度が検出できる位置にサーミスタ6を設ける。サーミスタ6によって検出された温度は、コネクタ28を介して、制御装置7に入力される。
The
図5は、第1の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャートである。図示しない車両のキースイッチがオンされて、車両が起動すると、制御装置7によってステップS10の処理が開始される。ステップS10では、電圧センサ4によって検出される電池モジュール1の電圧値BATVOL、電流センサ5によって検出される充放電電流値BATCUR、サーミスタ6によって検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVEのサンプリングを開始する。このサンプリングは、所定の周期にて行われる。
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the temperature detection program executed by the battery temperature detection device in the first embodiment. When a vehicle key switch (not shown) is turned on to start the vehicle, the control device 7 starts the process of step S10. In step S10, sampling of the voltage value BATVOL of the
ステップS10では、一定周期にてサンプリングしている電池モジュール1の電圧値BATVOLおよび電流値BATCURに基づいて、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCも算出する。次式(1)は、電池モジュール1の放電時(BATCUR≦0)の充放電電力積算量CAPACCの演算式であり、次式(2)は、充電時(BATCUR>0)の充放電電力積算量CAPACCの演算式である。
CAPACC(new)=CAPACC(old)+BATVOL×|BATCUR| (1)
CAPACC(new)=CAPACC(old)+(BATCUR×BATVRG×EFFYRG) (2)
ただし、上式(1)および(2)において、CAPACC(new)は、今回の演算によって新たに求められる充放電電力積算量の値(Wh)であり、CAPACC(old)は、前回の演算によって求められた充放電電力積算量の値(Wh)である。ただし、CAPACC(old)の初期値は0とする。また、式(2)において、BATVRGは、充電積算電圧(V)であり、EFFYRGは、充電積算効率(%)である。
In step S10, the integrated amount CAPACC of charge / discharge power of the
CAPACC (new) = CAPACC (old) + BATVOL × | BATCUR | (1)
CAPACC (new) = CAPACC (old) + (BATCUR × BATVRG × EFFYRG) (2)
However, in the above formulas (1) and (2), CAPACC (new) is a value (Wh) of the accumulated charge / discharge power newly obtained by this calculation, and CAPACC (old) is calculated by the previous calculation. It is the value (Wh) of the obtained charge / discharge power integration amount. However, the initial value of CAPACC (old) is 0. In Equation (2), BATVRG is the charge integration voltage (V), and EFFYRG is the charge integration efficiency (%).
ステップS10に続くステップS20では、カウントダウンタイマTIMDOWNが0であるか否かを判定する。カウントダウンタイマTIMDOWNに設定される値については、後述する。カウントダウンタイマTIMDOWNが0であると判定すると、ステップS30に進み、0になっていないと判定すると、ステップS70に進む。 In step S20 following step S10, it is determined whether or not the countdown timer TIMDOWN is zero. A value set in the countdown timer TIMDOWN will be described later. If it is determined that the countdown timer TIMDOWN is 0, the process proceeds to step S30. If it is determined that the countdown timer TIMDOWN is not 0, the process proceeds to step S70.
ステップS30では、電池モジュール1を構成する複数の単電池C1〜Cnの温度を推定する際に用いる温度補正係数CAPADJを算出する。ここでは、制御装置7の図示しないメモリに格納されているCAPACC−CAPADJテーブルを用いて、充放電電力積算量CAPACCに対応する温度補正係数CAPADJを求める。ただし、車両起動後に、初めてステップS30の処理を行う場合には、CAPACCの値を0として、温度補正係数CAPADJを算出する。
In step S30, a temperature correction coefficient CAPADJ used when estimating the temperatures of the plurality of single cells C1 to Cn constituting the
ステップS30に続くステップS40では、サーミスタ6によって検出された電池モジュール1の平均温度TMPAVEに基づいて、電池モジュール1の温度領域Nを決定する。ここでは、電池モジュール1の平均温度TMPAVEごとに複数の温度領域が区分されているので、サーミスタ6によって検出された電池モジュール1の平均温度TMPAVEに基づいて、電池モジュール1の温度領域Nを決定する。電池モジュール1の温度領域Nを決定すると、ステップS50に進む。
In step S40 following step S30, the temperature region N of the
ステップS50では、次式(3)によって、各単電池C1〜Cnの温度BATTMP(n)(℃)を求める。
BATTMP(n)=TMPAVE×{1+MAPTMP[N](n)×CAPADJ}
(3)
ただし、MAPTMP[N](n)は、電池モジュール1の平均温度TMPAVEが温度領域Nに存在する場合の各単電池ごとの温度補正係数であり、nは単電池の番号である。
In step S50, the temperature BATTMP (n) (° C.) of each of the single cells C1 to Cn is obtained by the following equation (3).
BATTMP (n) = TMPAVE × {1 + MAPTMP [N] (n) × CAPADJ}
(3)
However, MAPTMP [N] (n) is a temperature correction coefficient for each unit cell when the average temperature TMPAVE of the
温度補正係数MAPTMP[N](n)は、電池モジュール1の温度領域ごとに設定されている、単電池ごとの温度補正係数マップに基づいて求める。図6は、ある温度領域における単電池ごとの温度補正係数マップ(温度分布マップ)の一例を示す図であり、実験等によって予め用意しておくことができる。制御装置7の図示しないメモリには、複数の温度領域Nに対応して、複数の温度補正係数マップが格納されている。制御装置7は、ステップS40で求めた温度領域Nに対応する温度補正係数マップを参照して、各単電池C1〜Cnごとの温度補正係数MAPTMP[N](n)を求める。
The temperature correction coefficient MAPTMP [N] (n) is obtained based on the temperature correction coefficient map for each cell set for each temperature region of the
式(3)によって、各単電池の温度BATTMP(n)を求めると、ステップS60に進む。ステップS60では、充放電電力積算量CAPACCが0より大きいか否かを判定する。充放電電力積算量CAPACCが0より大きいと判定するとステップS120に進み、0以下であると判定すると、ステップS130に進む。 When the temperature BATTMP (n) of each unit cell is obtained by the equation (3), the process proceeds to step S60. In step S60, it is determined whether the accumulated charge / discharge power amount CAPACC is greater than zero. If it determines with charging / discharging electric power integration amount CAPACC being larger than 0, it will progress to step S120, and if it determines with it being 0 or less, it will progress to step S130.
一方、ステップS20の判定を否定した後に進むステップS70では、電池モジュール1を構成する複数の単電池C1〜Cnの温度を推定する際に用いる温度補正係数CAPADJを算出する。ここでは、制御装置7の図示しないメモリに格納されているTIMDOWN−CAPADJテーブルを用いて、カウントダウンタイマTIMDOWNの値に対応する温度補正係数CAPADJを求める。温度補正係数CAPADJを求めると、ステップS80に進む。
On the other hand, in step S70, which proceeds after the determination in step S20 is denied, a temperature correction coefficient CAPADJ used when estimating the temperatures of the plurality of single cells C1 to Cn constituting the
ステップS80では、ステップS70で求めた温度補正係数CAPADJに基づいて、制御装置7の図示しないメモリに格納されているCAPACC−CAPADJテーブルから、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCを逆算する。電池モジュール1の充放電電力積算量CAPACCを求めると、ステップS90に進む。ステップS90では、サーミスタ6によって検出された電池モジュール1の平均温度TMPAVEに基づいて、電池モジュール1の温度領域Nを決定する。
In step S80, based on the temperature correction coefficient CAPADJ obtained in step S70, the integrated amount CAPACC of charge / discharge power of the
ステップS90に続くステップS100では、各単電池の温度BATTMP(n)を求める。各単電池の温度BATTMP(n)を求める方法は、ステップS50の処理で説明したので、ここでは詳しい説明は省略する。ステップS100に続くステップS110では、カウントアップタイマTIMUPの値を、現在のカウントダウンタイマTIDOWNの値に設定して、ステップS120に進む。 In step S100 following step S90, the temperature BATTMP (n) of each unit cell is obtained. Since the method for obtaining the temperature BATTMP (n) of each unit cell has been described in the process of step S50, detailed description thereof is omitted here. In step S110 following step S100, the value of the count-up timer TIMEUP is set to the current value of the count-down timer TIDOWN, and the process proceeds to step S120.
ステップS120では、カウントアップタイマTIMUPによるカウントアップを開始する。ここでは、充放電電力積算量CAPACCが所定値CAPACI増加するたびに、カウントアップタイマTIMUPを+1カウントアップする。ただし、タイマの上限値は、TIMUPMAXとする。カウントアップタイマTIMUPによるカウントアップを開始すると、ステップS130に進む。 In step S120, the count-up by the count-up timer TIMEUP is started. Here, every time the charge / discharge power integration amount CAPACC increases by a predetermined value CAPACI, the count-up timer TIMUP is incremented by one. However, the upper limit value of the timer is TIMEUPMAX. When the count-up by the count-up timer TIMEUP is started, the process proceeds to step S130.
ステップS130では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップS30に戻り、上述したステップS30以降の処理を繰り返し行う。一方、図示しないキースイッチがオフされたと判定すると、ステップS140に進む。ステップS140では、カウントダウンタイマTIMDOWNの値を、現在のカウントアップタイマTIMUPの値に設定して、ステップS150に進む。 In step S130, it is determined whether or not a key switch (not shown) is turned off. If it is determined that the key switch (not shown) has not been turned off, the process returns to step S30, and the processes after step S30 are repeated. On the other hand, if it is determined that the key switch (not shown) is turned off, the process proceeds to step S140. In step S140, the value of countdown timer TIMDOWN is set to the current value of countup timer TIMUP, and the flow proceeds to step S150.
ステップS150では、カウントダウンタイマTIMDOWNによるカウントダウンを開始する。ここでは、所定時間TIMCOOLが経過するたびに、カウントダウンタイマTIMDOWNの値を1だけカウントダウンする。なお、カウントダウンタイマTIMDOWNによるカウントダウンは、キースイッチ(不図示)のオフ後も、タイマの値が0になるまで行われる。 In step S150, the countdown by the countdown timer TIMDOWN is started. Here, every time the predetermined time TIMCOOL elapses, the value of the countdown timer TIMDOWN is counted down by one. Note that the countdown by the countdown timer TIMDOWN is performed until the timer value becomes 0 even after the key switch (not shown) is turned off.
第1の実施の形態における電池温度検出装置によれば、1つのサーミスタ6によって検出される電池モジュールの平均温度と、電池モジュール1の充放電電力の積算値CAPACCとに基づいて、電池モジュール1を構成する複数の単電池の温度を推定する。特に、電池モジュール1の平均温度と、各単電池C1〜Cnの温度との関係を示す温度分布マップを予め用意しておき、サーミスタ6によって検出される電池モジュールの平均温度および温度分布マップから求められる各単電池C1〜Cnの温度を、電池モジュール1の充放電電力の積算値CAPACCに基づいて補正することにより、各単電池の温度を推定する。これにより、1つのサーミスタを用いるだけで、各単電池の温度を求めることができる。すなわち、複数のサーミスタを設ける必要がないので、コストを低減することができ、また、電池モジュールの構成を簡素化させることができる。
According to the battery temperature detecting device in the first embodiment, the
また、サーミスタ6を電池モジュールの平均温度が検出できる位置に設けるので、サーミスタ6の取り付け位置の自由度が大きくなり、サーミスタ6の取り付け作業が楽になるとともに、電池モジュール1のフレーム形状を簡略化することができる。
Further, since the
さらに、第1の実施の形態における電池温度検出装置によれば、充放電電力積算値CAPACCと各単電池C1〜Cnの温度を求めるための補正係数との関係を示すマップとして、電池モジュール1の温度が属する温度領域に応じたマップを用いるので、各単電池の温度推定精度を向上させることができる。すなわち、電池モジュール1の温度領域によって、各単電池の温度上昇率が異なるという事実に基づいて、各単電池の温度推定を行うことができる。
Furthermore, according to the battery temperature detection apparatus in the first embodiment, as a map showing the relationship between the charge / discharge power integrated value CAPACC and the correction coefficient for obtaining the temperatures of the individual cells C1 to Cn, Since the map corresponding to the temperature region to which the temperature belongs is used, the temperature estimation accuracy of each unit cell can be improved. That is, the temperature of each unit cell can be estimated based on the fact that the rate of temperature increase of each unit cell varies depending on the temperature range of the
−第2の実施の形態−
第1の実施の形態における電池温度検出装置は、電池モジュール1の平均温度TMPAVEを所定周期にて検出し、検出した平均温度TMPAVEと、電池モジュール1の充放電電力積算量CAPACCと、単電池ごとの温度補正係数マップとに基づいて、各単電池C1〜Cnの温度を推定した。第2の実施の形態における電池温度検出装置では、各単電池C1〜Cnの温度を推定するための初期値として、サーミスタ6によって検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVEを用いるが、以後は、サーミスタ6の温度検出値を用いずに、各単電池C1〜Cnの温度を推定する。
-Second Embodiment-
The battery temperature detection device in the first embodiment detects the average temperature TMPAVE of the
図7および図8は、第2の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートの処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。 7 and 8 are flowcharts showing the contents of the temperature detection program executed by the battery temperature detection apparatus in the second embodiment. The same processes as those in the flowchart shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ステップS10では、電圧センサ4によって検出される電池モジュール1の電圧値BATVOL、電流センサ5によって検出される充放電電流値BATCUR、サーミスタ6によって検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVEのサンプリングを開始する。このサンプリングは、所定の周期にて行われる。また、一定周期にてサンプリングしている電池モジュール1の電圧値BATVOLおよび電流値BATCURに基づいて、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCも算出する。充放電電力積算量CAPACCの算出方法は、上述したので、ここでは、詳しい算出方法についての説明は省略する。
In step S10, sampling of the voltage value BATVOL of the
ステップS10に続くステップS200では、ステップS10で検出した電池モジュール1の平均温度TMPAVEを、電池モジュール1の推定平均温度TMPAVESTの値として設定する。この推定平均温度TMPAVESTは、各単電池C1〜Cnの温度を推定する際に、サーミスタ6によって検出される温度TMPAVEの代わりに用いる値である。ステップS200に続くステップS20からステップS120までの処理は、図5に示すフローチャートのステップS20からステップS120までの処理と同一であるので、詳しい説明は省略する。
In step S200 following step S10, the average temperature TMPAVE of the
ステップS60の判定を否定した場合、および、ステップS120の処理を終了すると、ステップS210に進む。ステップS210では、電流センサ5によって検出される電流値BATCURが0以下であるか、すなわち、電池モジュール1が放電中であるか否かを判定する。電流値BATCURが0以下であると判定するとステップS220に進み、0より大きい(充電中)と判定すると、ステップS240に進む。
When the determination in step S60 is negative and when the process of step S120 is terminated, the process proceeds to step S210. In step S210, it is determined whether or not the current value BATCUR detected by the current sensor 5 is 0 or less, that is, whether or not the
ステップS220では、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCの増加分ΔCAPACCが所定値ADDTCAPに到達したか否かを判定する。ΔCAPACCが所定値ADDTCAPに達したと判定するとステップS230に進み、所定値ADDTCAPに達していないと判定すると、ステップS210に戻る。ステップS230では、前回演算した推定平均温度TMPAVESTに、温度領域Nごとに設定されている放電時温度加算定数HTMP(N)を加算した値を、新たな推定平均温度TMPAVESTに設定する。新たな推定平均温度TMPAVESTを算出すると、図8に示すフローチャートのステップS260に進む。
In step S220, it is determined whether or not the increase ΔCAPACC of the accumulated amount CAPACC of the charge / discharge power of the
一方、ステップS240では、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCの増加分ΔCAPACCが所定値ADDTCAPに到達したか否かを判定する。ΔCAPACCが所定値ADDTCAPに達したと判定するとステップS250に進み、所定値ADDTCAPに達していないと判定すると、ステップS210に戻る。ステップS250では、前回演算時の平均温度TMPAVESTに、温度領域Nごとに設定されている充電時温度加算定数KTMP(N)を加算した値を、新たな推定平均温度TMPAVESTに設定する。新たな推定平均温度TMPAVESTを算出すると、図8に示すフローチャートのステップS260に進む。
On the other hand, in step S240, it is determined whether or not the increment ΔCAPACC of the integrated amount CAPACC of the charge / discharge power of the
第2の実施の形態における電池温度検出装置では、サーミスタ6の温度を一度検出すると、検出した温度を初期値として用いることにより、電池モジュール1の温度を推定する。これにより、各単電池C1〜Cnの温度を推定する際に、サーミスタ6によって検出される温度を用いずに、推定した電池モジュール1の温度TMPAVESTを用いる。各単電池C1〜Cnの温度を推定する方法は、既に説明しているので、ここでは説明を省略する。
In the battery temperature detection apparatus according to the second embodiment, once the temperature of the
図8に示すフローチャートのステップS260では、サーミスタ異常判定フラグFTHERMが0であるか否か、すなわち、サーミスタ6に異常がないかを判定する。サーミスタ6の異常診断処理については、後述する。サーミスタ異常判定フラグFTHERMが0であると判定するとステップS270に進み、1であると判定すると、ステップS130に進む。
In step S260 of the flowchart shown in FIG. 8, it is determined whether the thermistor abnormality determination flag FTHERM is 0, that is, whether the
ステップS270では、ステップS230またはステップS250で演算した電池モジュール1の推定平均温度TMPAVESTと、サーミスタ6によって所定周期ごとに検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVEとの差が所定温度TMESTNG以上であるか否かを判定する。両者の差が所定温度TMESTNG以上であると判定するとステップS280に進み、所定温度TMESTNGより小さいと判定すると、ステップS130に進む。
In step S270, is the difference between the estimated average temperature TMPAVEST of the
ステップS280では、演算によって求められる電池モジュール1の推定平均温度TMPAVESTと、サーミスタ6によって検出される温度TMPAVEとの差が大きいので、推定平均温度TMPAVESTの値を補正するために、サーミスタ6によって検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVEの値を、推定平均温度TMPAVESTに代入して、ステップS130に進む。ステップS130では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップS210に戻り、オフされたと判定すると、ステップS140に進む。ステップ140およびステップS150の処理は、図5に示すステップ140およびステップS150の処理と同一であるので、詳しい説明は省略する。
In step S280, since the difference between the estimated average temperature TMPAVEST of the
図9は、電池モジュール1の異常診断処理の内容を示すフローチャートである。図示しない車両のキースイッチがオンされて、車両が起動すると、制御装置7によってステップステップS300の処理が開始される。ステップS300では、サーミスタ6の入力電圧をA/D変換した値VADTEMPのサンプリングを開始する。
FIG. 9 is a flowchart showing the contents of the abnormality diagnosis process of the
ステップS300に続くステップS310では、サーミスタ6の入力電圧のA/D変換値VADTEMPが第1のしきい値TEMPHNG以下であるか否かを判定する。A/D変換値VADTEMPが第1のしきい値TEMPHNG以下であると判定するとステップS320に進み、第1のしきい値TEMPHNGより大きいと判定すると、ステップS330に進む。
In step S310 subsequent to step S300, it is determined whether or not the A / D conversion value VADTEMP of the input voltage of the
ステップS320では、サーミスタ6の入力電圧のA/D変換値VADTEMPが第2のしきい値TEMPLNG以上であるか否かを判定する。A/D変換値VADTEMPが第2のしきい値TEMPLNG以上であると判定すると、サーミスタ6に異常は生じていないと判断してステップS350に進み、第2のしきい値TEMPLNGより小さいと判定すると、ステップS330に進む。
In step S320, it is determined whether or not the A / D conversion value VADTEMP of the input voltage of the
ステップS330では、サーミスタ6の入力電圧のA/D変換値VADTEMPが第1のしきい値TEMPHNGより大きい状態、または、サーミスタ6の入力電圧のA/D変換値VADTEMPが第2のしきい値TEMPLNGより小さい状態が、所定時間TIMTMPNG以上継続したか否かを判定する。ステップS330の判定を肯定すると、ステップS340に進み、ステップS330の判定を否定すると、ステップS310に戻る。
In step S330, the A / D conversion value VADTEMP of the input voltage of the
ステップS340では、サーミスタ6に異常が生じていると判断して、サーミスタ異常判定フラグFTHERMの値を1に設定して、ステップS350に進む。なお、サーミスタ異常判定フラグFTHERMの初期値は0である。ステップS350では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップS310に戻り、上述したステップS310以降の処理を繰り返し行う。一方、図示しないキースイッチがオフされたと判定すると、全ての処理を終了する。
In step S340, it is determined that an abnormality has occurred in the
図10は、電池モジュール1の充放電を繰り返し行っている際の、電池モジュール1の充放電電力の積算量CAPACCと、サーミスタ6によって検出される電池モジュール1の平均温度TMPAVE、および、推定平均温度TMPAVESTとの関係を示す図である。図10に示すように、演算によって求められる推定温度TMPAVESTと、サーミスタ6によって検出される温度TMPAVEとの差は、それほど大きくないことが分かる。
FIG. 10 shows the accumulated amount CAPACC of charge / discharge power of the
第2の実施の形態における温度検出装置によれば、サーミスタ6によって電池モジュール1の平均温度を一度検出した後は、演算によって、電池モジュール1の平均温度を推定するので、第1の実施の形態における温度検出装置によって得られる効果に加えて、サーミスタ6による温度検出値を用いることなく、各単電池C1〜Cnの温度を推定することができる。従って、車両の走行中にサーミスタ6が故障した場合でも、各単電池C1〜Cnの温度を推定することができる。
According to the temperature detection apparatus in the second embodiment, after the average temperature of the
また、第2の実施の形態における温度検出装置によれば、演算によって推定する電池モジュール1の平均温度TMPAVESTと、サーミスタ6によって検出される平均温度TMPAVEとの差が所定温度TMESTNG以上になると、推定平均温度TMPAVESTの値を補正するようにしたので、各単電池温度の推定精度を向上させることができる。
In addition, according to the temperature detection device in the second embodiment, when the difference between the average temperature TMPAVEST of the
本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した第1および第2の実施の形態では、電気自動車に搭載される電池モジュールを構成する単電池の温度を推定する方法について説明したが、電池モジュールは、他のシステムに使用されるものであってもよい。すなわち、電池モジュールの種類や、単電池の数によって、本発明が限定されることはない。 The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, in the first and second embodiments described above, the method for estimating the temperature of the unit cell constituting the battery module mounted on the electric vehicle has been described. However, the battery module is used in other systems. It may be a thing. That is, the present invention is not limited by the type of battery module or the number of single cells.
上述した第1および第2の実施の形態では、式(3)を用いて説明したように、電池モジュール1の平均温度TMPAVEとともに、充放電電力積算量CAPACCに対応する温度補正係数CAPADJ、および、電池モジュール1の平均温度TMPAVEが温度領域Nに存在する場合の各単電池ごとの温度補正係数MAPTMP[N](n)を用いた。すなわち、充放電電力積算量CAPACCと温度補正係数CAPADJとの関係を示すマップと、MAPTMP[N](n)を求めるための2つのマップを予め用意していたが、これら2つのマップをまとめた1つのマップを予め用意して、用いるようにしてもよい。このマップによれば、充放電電力積算量CAPACCおよび電池モジュール1の平均温度TMPAVEが分かれば、各単電池C1〜Cnの温度を求めることができる。
In the first and second embodiments described above, as described using Equation (3), together with the average temperature TMPAVE of the
また、サーミスタ6は、電池モジュール1の平均温度が検出できる位置に設けたが、他の場所に設けることもできる。この場合でも、サーミスタ6によって検出される温度と、各単電池C1〜Cnの温度との関係を示す温度分布マップを予め実験などにより用意しておき、温度分布マップから求められる各単電池の温度を、充放電電力積算量CAPACCに基づいて補正すれば、各単電池の温度を推定することができる。
Moreover, although the
特許請求の範囲の構成要素と第1および第2の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、サーミスタ6が温度検出手段を、制御装置7が充放電電力積算値演算手段、温度分布マップ記憶手段、単電池温度推定手段および温度算出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the first and second embodiments is as follows. That is, the
1…電池モジュール、2…インバータ、3…3相交流モータ、4…電圧センサ、5…電流センサ、6…サーミスタ、7…制御装置、8a,8b…強電リレー、21…通風口、22…上面ヒートシンク、24…フレーム、25…中間ヒートシンク、27…下面ヒートシンク、28…コネクタ、41…外装ケース、42…発電要素、43…正極タブ、44…負極タブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電池モジュールの温度を検出する温度検出手段と、
前記電池モジュールの充放電電力の積算値を演算する充放電電力積算値演算手段と、
前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、前記複数の単電池の温度を推定する単電池温度推定手段とを備えることを特徴とする電池温度検出装置。 In a battery temperature detecting device for detecting the temperature of a battery module composed of a plurality of single cells,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the battery module;
Charge / discharge power integrated value calculating means for calculating an integrated value of charge / discharge power of the battery module;
Single cell temperature estimation for estimating the temperature of the plurality of single cells based on the temperature of the battery module detected by the temperature detection means and the charge / discharge power integrated value calculated by the charge / discharge power integrated value calculation means Means for detecting a battery temperature.
前記電池モジュールの温度と、前記複数の単電池の温度との関係を示す温度分布マップを記憶する温度分布マップ記憶手段をさらに備え、
前記単電池温度推定手段は、前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、前記温度分布マップ記憶手段に記憶されている温度分布マップとから求められる複数の単電池の温度を、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値に基づいて補正することにより、前記複数の単電池の温度を推定することを特徴とする電池温度検出装置。 The battery temperature detection device according to claim 1,
A temperature distribution map storage means for storing a temperature distribution map indicating a relationship between the temperature of the battery module and the temperature of the plurality of single cells;
The unit cell temperature estimation unit is configured to calculate the temperature of the plurality of unit cells obtained from the temperature of the battery module detected by the temperature detection unit and the temperature distribution map stored in the temperature distribution map storage unit. A battery temperature detecting device, wherein the temperature of the plurality of single cells is estimated by performing correction based on the charge / discharge power integrated value calculated by the discharge power integrated value calculating means.
前記温度分布マップ記憶手段は、前記電池モジュールの温度が属する温度領域に応じた複数の温度分布マップを記憶することを特徴とする電池温度検出装置。 The battery temperature detection device according to claim 2,
The temperature distribution map storage means stores a plurality of temperature distribution maps corresponding to a temperature region to which the temperature of the battery module belongs.
前記温度検出手段は、前記電池モジュールの平均温度を検出することを特徴とする電池温度検出装置。 The battery temperature detection device according to any one of claims 1 to 3,
The battery temperature detecting device, wherein the temperature detecting means detects an average temperature of the battery module.
前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度を初期値として、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値に基づいて、前記電池モジュールの温度を算出する温度算出手段をさらに備え、
前記単電池温度推定手段は、前記温度算出手段によって算出された電池モジュールの温度と、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、前記複数の単電池の温度を推定することを特徴とする電池温度検出装置。 In the battery temperature detecting device according to any one of claims 1 to 4,
Temperature calculating means for calculating the temperature of the battery module based on the charge / discharge power integrated value calculated by the charge / discharge power integrated value calculating means with the temperature of the battery module detected by the temperature detecting means as an initial value. In addition,
The unit cell temperature estimation unit is configured to calculate the plurality of unit cells based on the temperature of the battery module calculated by the temperature calculation unit and the charge / discharge power integrated value calculated by the charge / discharge power integrated value calculation unit. A battery temperature detecting device characterized by estimating a temperature.
前記単電池温度推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池モジュールの温度と、前記温度算出手段により算出された電池モジュールの温度との差が所定値以上になると、前記温度検出手段により検出された電池モジュールの温度を、前記温度算出手段の温度算出値に設定することを特徴とする電池温度検出装置。 In the battery temperature detecting device according to claim 5,
The unit cell temperature estimating means detects the temperature detection means when the difference between the temperature of the battery module detected by the temperature detection means and the temperature of the battery module calculated by the temperature calculation means exceeds a predetermined value. The temperature of the battery module thus set is set to a temperature calculation value of the temperature calculation means.
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