JP2012103220A - 電池温度検出装置および電池温度検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池温度検出装置1は、温度測定手段21、使用状態判定手段22、および最高最低温度算出手段23を備える。温度測定手段21は、電池の温度を測定する。使用状態判定手段22は、電池の使用状態が(A)走行時/充電時、(B)均等化回路使用時、(C)ファンによる冷却時のいずれであるかを判定し、最高最低温度算出手段23に送信する。最高最低温度算出手段23は、オフセット値や、オフセット値を補正する補正係数を記憶している記憶手段24を備え、温度測定手段21から受信した測定温度、ファン回転速度、均等化電池数(均等化処理を実行している電池数)、および使用状態判定手段22から受信した電池の使用状態に基づいて、最高温度および最低温度を算出する。そして、最高最低温度算出手段23は、算出した最高温度および最低温度を出力する。
【選択図】 図2
Description
ただし、
BATTMP(n):電池モジュールを構成している単電池の番号nにおける単電池の温度
TMPAVE:サーミスタによって測定された温度(電池モジュール内部の平均温度)
MAPTMP[N](n):温度領域をN個に分割したとき、TMPAVEが温度領域Nに存在する場合の単電池の番号nにおける温度補正係数
CAPADJ:充放電電力積算値に対応付けられている温度補正係数
そこで、図1(a)に示す走行時/充電時に最高温度となる測定ポイントに温度測定手段を設置した場合において、以下に、最高温度および最低温度を求める電池温度検出装置および電池温度検出の処理フローについて説明する。
まず、最高温度および最低温度を求める電池温度検出装置の構成について、図2を用いて説明する。
図2に示すように、電池温度検出装置1は、少なくとも、温度測定手段21、使用状態判定手段22、および最高最低温度算出手段23を備える。
また、最高最低温度算出手段23は、電池の使用状態が切り替わる際に、算出した最高温度および最低温度が不連続になるケースが想定されるため、算出した最高温度および最低温度に対して、なまし処理を行う。なまし処理の詳細については、後記する。
次に、電池温度検出装置1における処理フローについて、図3を用いて説明する(適宜、図2参照)。図3では、ステップS302〜S305は、(B)均等化回路使用時の処理フローであり、ステップS306〜S309は、(C)ファンによる冷却時の処理フローであり、ステップS310〜S313は、(A)走行時/充電時の処理フローであり、ステップS314〜S316は、なまし処理のフローである。
ステップS302では、最高最低温度算出手段23は、均等化回路がonか否かを判定する。具体的には、最高最低温度算出手段23は、使用状態判定手段22から受信した使用状態が、前記(B)の状態か否かを判定する。
なお、ステップS303においてフラグf=1であると判定した場合(ステップS303でYes)、ステップS304の処理はスキップされる。
最低温度Tmin=Ttsr−(ΔTmin−ΔTequ(n))×k1(Ttsr)
=Tmax−ΔTmin×k1(Ttsr)
・・式(2)
ただし、Ttsrは、測定温度であり、ΔTequ(n)は、オフセット値であって、nは均等化電池数を表し、k1(Ttsr)は、補正係数であり、ΔTminは、最低温度算出定数(最低温度算出用のオフセット値)である。
k1(Ttsr)は、図4(b)に示すように、Ttsrが大きくなるに従って大きくなる特性を有する。例えば、Ttsrが50℃のときに、k1(Ttsr)=1となるように設定する。
次に、ステップS302において均等化回路がonでないと判定した場合(ステップS302でNo)、ステップS306では、最高最低温度算出手段23は、ファンがonか否かを判定する。具体的には、最高最低温度算出手段23は、使用状態判定手段22から受信した使用状態が、前記(C)の状態か否かを判定する。
なお、ステップS307においてフラグf=2であると判定した場合(ステップS307でYes)、ステップS308の処理はスキップされる。
最低温度Tmin=Ttsr−(ΔTmin−ΔTfan(m))×k2(Ttsr)
=Tmax−ΔTmin×k2(Ttsr)
・・式(4)
ただし、Ttsrは、測定温度であり、ΔTfan(m)は、オフセット値であって、mはファン回転速度を表し、k2(Ttsr)は、補正係数であり、ΔTminは、最低温度算出定数(最低温度算出用のオフセット値)である。
k2(Ttsr)は、図示を省略するが、Ttsrが大きくなるに従って大きくなる特性を有する。例えば、Ttsrが50℃のときに、k2(Ttsr)=1となるように設定する。
次に、ステップS306においてファンがonでないと判定した場合(ステップS306でNo)、ステップS310では、最高最低温度算出手段23は、走行時/充電時か否かを判定する。具体的には、最高最低温度算出手段23は、使用状態判定手段22から受信した使用状態が、前記(A)の状態か否かを判定する。
なお、ステップS311においてフラグf=3と判定した場合(ステップS311でYes)、ステップS312の処理はスキップされる。
最低温度Tmin=Ttsr−ΔTmin×k3(Ttsr)
=Tmax−ΔTmin×k3(Ttsr)
・・式(6)
ただし、Ttsrは、測定温度であり、ΔTminは、最低温度算出定数(最低温度算出用のオフセット値)であり、k3(Ttsr)は、補正係数である。
ここで、補正係数k3(Ttsr)は、Ttsrが大きくなるに従って大きくなる特性を有する。この理由は、走行時/充電時には、外気温の空気によって電池モジュールが冷却されるので、電池温度が高くて(例えば、50℃程度)外気温との差が大きい場合には、補正値を大きく見積もるためである。それに対して、電池温度が低い場合(例えば、20℃程度)には、外気温と電池温度との差が小さいので補正値を小さく見積もる必要があるためである。
次に、なまし処理について、図5を用いて説明する(適宜、図2,3参照)。
図5(a)には、なまし処理前の算出温度特性(ステップS305,S309,S313の各オフセット処理の結果)を表している。なまし処理前の算出温度特性は、電池の使用状態が切り替わるときに、不連続となる虞がある。
図3に戻って、前記なまし処理のフロー(ステップS314〜S316)について説明する(適宜、図2参照)。
そして、電池温度検出装置1は、出現頻度の大きい(A)走行時/充電時において最高温度となる位置に温度測定手段21(図2参照)を設置することにより、少なくとも最高温度を直接測定することができるので、最高温度を用いた制御が迅速に行える。
また、電池温度検出装置1は、(B)均等化回路使用時および(C)ファンによる冷却時の電池の使用状態においては、温度測定手段21から取得した測定温度に対して、オフセット値を用いて補正することにより、最高温度および最低温度を精度良く求めることができる。
また、温度測定手段21を電池モジュール当り2箇所に用いる場合には、(A)走行時/充電時において最高温度および最低温度となる位置に設置すると、制御が迅速に行えるとともに、電池の各使用状態における最高温度および最低温度を精度良く求めることができる。
21 温度測定手段
22 使用状態判定手段
23 最高最低温度算出手段
24 記憶手段
Claims (5)
- 複数の単電池を直列に接続して構成した電池モジュールにおいて、前記単電池の温度を測定する温度測定手段と、
走行状態、充電状態、ファン動作状態、および均等化回路動作状態のいずれかまたはそれらの組み合わせに基づいて前記電池モジュールの使用状態を判定する使用状態判定手段と、
前記温度測定手段によって測定された測定温度と、前記使用状態判定手段によって判定された前記電池モジュールの使用状態とを用いて、前記測定温度を前記使用状態に基づいて補正し、前記電池モジュールの最高温度および最低温度の少なくとも一方を算出する最高最低温度算出手段と
を備えることを特徴とする電池温度検出装置。 - 前記電池温度検出装置は、前記温度測定手段を1つ備え、所定の使用状態において前記電池モジュールの最高温度または最低温度となる位置に設置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電池温度検出装置。 - 前記電池温度検出装置は、前記温度測定手段を2つ備え、所定の使用状態において、一方を前記電池モジュールの最高温度となる位置に、および他方を最低温度となる位置にそれぞれ設置している
ことを特徴とする請求項1に記載の電池温度検出装置。 - 前記所定の使用状態は、走行時および充電時のいずれかまたは双方である
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電池温度検出装置。 - 複数の単電池を直列に接続して構成した電池モジュールの最高温度および最低温度の少なくとも一方を求める電池温度検出装置において用いられる電池温度検出方法であって、
前記電池温度検出装置は、
前記電池モジュールにおいて、前記単電池の温度を測定する温度測定手段と、
走行状態、充電状態、ファン動作状態、および均等化回路動作状態のいずれかまたはそれらの組み合わせに基づいて前記電池モジュールの使用状態を判定する使用状態判定手段と、
前記温度測定手段によって測定された前記単電池の温度と、前記電池モジュールの使用状態に対応する温度の補正値とを関連付けて記憶する記憶手段と、
最高最低温度算出手段と、
を備え、
前記最高最低温度算出手段は、
前記温度測定手段によって測定された前記単電池の測定温度を取得するステップと、
前記使用状態判定手段によって判定された前記電池モジュールの使用状態を取得するステップと、
前記記憶手段を参照して、当該測定温度に関連付けられた前記補正値を取得して、当該測定温度を当該補正値によって補正し、前記電池モジュールの最高温度および最低温度を算出するステップと
を実行することを特徴とする電池温度検出方法。
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