JP2013210333A - Internal resistance detecting method and internal resistance detecting device for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に自動車に搭載される二次電池の内部抵抗を検知するための二次電池の内部抵抗検知方法及び内部抵抗検知装置に関するものである。 The present invention mainly relates to a secondary battery internal resistance detection method and an internal resistance detection device for detecting internal resistance of a secondary battery mounted on an automobile.
自動車に搭載される二次電池の内部抵抗を検知する方法として、アクティブ方式によるものと、パッシブ方式によるものが知られている。アクティブ方式による内部抵抗検知方法では、任意のタイミングで能動的に(アクティブに)二次電池から放電させ、そのときの電圧の変化(電流電圧応答)から二次電池の内部抵抗を検知する。また、パッシブ方式による内部抵抗検知方法では、車両のエンジンクランキング時や負荷使用時、発電機による充電時など、二次電池に電流が流れたときに電流電圧応答を測定し、これから電池の内部抵抗を検知する。パッシブ方式による内部抵抗検知方法は、アクティブ方式のように事前に電流が流れるタイミングを知ることはできない方法であることから、受動的(パッシブ)方式と呼ばれる。 As a method for detecting the internal resistance of a secondary battery mounted on an automobile, an active method and a passive method are known. In the internal resistance detection method using the active method, the secondary battery is actively (actively) discharged at an arbitrary timing, and the internal resistance of the secondary battery is detected from a change in voltage (current voltage response) at that time. In the internal resistance detection method using the passive method, the current-voltage response is measured when current flows through the secondary battery, such as when the engine is cranked or when a load is used, or when the generator is charged. Sense resistance. The internal resistance detection method by the passive method is called a passive method because it cannot know the timing of current flow in advance as in the active method.
車両に搭載された二次電池に、電流電圧応答を測定するための内部抵抗検知装置を接続した一例を図5に示す。二次電池10は、まず電線30を介して電気接続箱(リレーボックス、ジャンクションボックス、あるいはヒューズボックスなどとも呼ばれる)20−1に接続され、ここでバスバー21及びヒューズ22を経由して別の電気接続箱20―2、20―3、及びスタータ40等に接続される。ヒューズ22は、車両電子機器(電気部品)を保護するために設けられている。図5に示す例では、内部抵抗検知装置50が電気接続箱20−1に接続された別の電気接続箱の一つである電気接続箱20−2に接続されている。
FIG. 5 shows an example in which an internal resistance detection device for measuring a current-voltage response is connected to a secondary battery mounted on a vehicle. The
内部抵抗検知装置50が電気接続箱20−2に接続されていると、内部抵抗検知装置50で測定される電流及び電圧は、二次電池10の電池端子と電気接続箱20−1とを接続する電線30、電気接続箱20−1の内部のバスバー21及びヒューズ22、電気接続箱20−1と電気接続箱20−2とを接続する電線31、さらに電気接続箱20−2内部のバスバー23、等の抵抗の影響を受ける。その結果、内部抵抗検知装置50で測定された電流、電圧から求めた二次電池10の内部抵抗には、電線30、31、バスバー21、23及びヒューズ22等の抵抗成分が加算されている。そのため、二次電池10の正確な内部抵抗を検知することができない。
When the internal
従来の二次電池の内部抵抗検知方法では、電流経路である電線やバスバー、ヒューズ等(以下では、これらをまとめてハーネスという)の抵抗成分の影響を考慮せずに、内部抵抗検知装置で測定した電流測定値と電圧測定値から抵抗値を求め、これを二次電池の内部抵抗としていた。従来の二次電池の内部抵抗検知方法の一例として、特許文献1では、二次電池に所定の電流値で略矩形波のパルス放電を行わせ、パルス放電時の応答電圧と放電電流値から二次電池の内部抵抗を検知している。 In the conventional method of detecting internal resistance of a secondary battery, measurement is performed with an internal resistance detector without considering the influence of the resistance component of the current path such as electric wires, bus bars, fuses, etc. (hereinafter collectively referred to as harness). The resistance value was obtained from the measured current value and the measured voltage value, and this was used as the internal resistance of the secondary battery. As an example of a conventional method for detecting the internal resistance of a secondary battery, in Patent Document 1, a secondary battery is caused to perform a pulse discharge of a substantially rectangular wave with a predetermined current value. The internal resistance of the secondary battery is detected.
また特許文献2では、車両のエンジンスタータ始動に際して、スタータ電流の増大期間に二次電池の電圧・電流をサンプリングし、電圧と電流の単位時間当たりの変化量から二次電池の内部抵抗を検知している。さらに特許文献3では、ヒューズ及びサービスプラグで構成されたサービスプラグボックスを有する組電池について、組電池の内部抵抗値を算出し、これをサービスプラグボックスの抵抗値を用いて補正している。サービスプラグボックスの抵抗値は、充放電電流、電池温度、及び周囲温度に基づいてサービスプラグボックスの温度を算出し、これを用いて算出している。
In
しかしながら、特許文献1および特許文献2で開示されている方法では、ハーネスの抵抗の影響が考慮されていないため、検知された二次電池の内部抵抗にはハーネスの抵抗分が含まれており、二次電池の内部抵抗のみを正確に知ることはできない。また、特許文献3の方法では、サービスプラグボックスの抵抗分を補正して組電池の内部抵抗値を求めているが、やはりハーネスの抵抗については考慮されておらず、補正された内部抵抗にはハーネスの抵抗分が含まれている。上記従来の二次電池の内部抵抗検知方法では、何れも二次電池の内部抵抗を正確に検知することができないといった問題がある。
However, in the methods disclosed in Patent Document 1 and
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、ハーネスの抵抗の影響を低減して二次電池の内部抵抗を高精度に検知することが可能な二次電池の内部抵抗検知方法及び内部抵抗検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and a method for detecting the internal resistance of a secondary battery capable of detecting the internal resistance of the secondary battery with high accuracy by reducing the influence of the resistance of the harness and An object is to provide an internal resistance detection device.
本発明の二次電池の内部抵抗検知方法の第1の態様は、二次電池を充放電させたときの充放電電流及び応答電圧をそれぞれ電流測定手段及び電圧測定手段を用いて測定し、前記電流測定手段及び前記電圧測定手段からそれぞれ入力した電流測定値及び電圧測定値を用いて前記二次電池の内部抵抗を算出する二次電池の内部抵抗検知方法であって、前記二次電池の端子から前記充放電電流が流れる電流経路の所定の位置までのハーネス抵抗Rhを算出し、前記電流測定値及び前記電圧測定値から算出される抵抗値Rmから前記ハーネス抵抗Rhを減算して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。 In the first aspect of the method for detecting the internal resistance of the secondary battery of the present invention, the charge / discharge current and the response voltage when the secondary battery is charged / discharged are measured using current measuring means and voltage measuring means, respectively, A secondary battery internal resistance detection method for calculating an internal resistance of the secondary battery using a current measurement value and a voltage measurement value respectively input from a current measurement unit and the voltage measurement unit, the terminal of the secondary battery To the predetermined position of the current path through which the charging / discharging current flows is calculated, and the harness resistance Rh is subtracted from the resistance value Rm calculated from the current measurement value and the voltage measurement value. Is calculated.
本発明の二次電池の内部抵抗検知方法の他の態様は、前記電流経路のハーネス温度をTh、前記電流経路の抵抗温度係数をα、事前に決定された基準温度Tsにおける前記ハーネス抵抗をRhs、前記ハーネス温度Thにおける前記ハーネス抵抗をRh、とするとき、前記ハーネス抵抗Rhを次式
Rh=Rhs×(1+α×(Th−Ts))
より算出し、算出された前記ハーネス抵抗Rhを前記抵抗値Rmから減算して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。
According to another aspect of the method of detecting the internal resistance of the secondary battery of the present invention, the harness temperature of the current path is Th, the resistance temperature coefficient of the current path is α, and the harness resistance at the reference temperature Ts determined in advance is Rhs. When the harness resistance at the harness temperature Th is Rh, the harness resistance Rh is expressed by the following formula: Rh = Rhs × (1 + α × (Th−Ts))
The internal resistance is calculated by subtracting the calculated harness resistance Rh from the resistance value Rm.
本発明の二次電池の内部抵抗検知方法の他の態様は、前記二次電池の端子から前記所定の位置までの電流経路がヒューズと導体からなるとき、所定の温度における前記ヒューズの抵抗値RFと前記導体の抵抗値RCを事前に決定し、前記導体の抵抗温度係数をα1、前記ヒューズの抵抗温度係数をα2、とするとき、前記電流経路の抵抗温度係数αを次式
α=α1×RC/(RC+RF)+α2×RF/(RC+RF)
で算出することを特徴とする。
According to another aspect of the method of detecting the internal resistance of the secondary battery of the present invention, when the current path from the terminal of the secondary battery to the predetermined position is composed of a fuse and a conductor, the resistance value RF of the fuse at a predetermined temperature. And the resistance value RC of the conductor is determined in advance, the resistance temperature coefficient of the conductor is α1, and the resistance temperature coefficient of the fuse is α2, the resistance temperature coefficient α of the current path is expressed by the following equation: α = α1 × RC / (RC + RF) + α2 × RF / (RC + RF)
It is characterized by calculating by.
本発明の二次電池の内部抵抗検知方法の他の態様は、前記二次電池から所定の放電電流を放電させる放電手段を有し、前記放電手段を用いて前記二次電池から放電させたときの前記放電電流及び前記応答電圧を測定して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。 Another aspect of the method for detecting the internal resistance of the secondary battery according to the present invention has a discharge means for discharging a predetermined discharge current from the secondary battery, and the secondary battery is discharged from the secondary battery using the discharge means. The internal resistance is calculated by measuring the discharge current and the response voltage.
本発明の二次電池の内部抵抗検知方法の他の態様は、前記二次電池から所定値以上の大電流が放電されたときの前記放電電流及び前記応答電圧を測定して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。 In another aspect of the method for detecting the internal resistance of the secondary battery of the present invention, the internal resistance is calculated by measuring the discharge current and the response voltage when a large current of a predetermined value or more is discharged from the secondary battery. It is characterized by doing.
本発明の二次電池の内部抵抗検知装置の第1の態様は、二次電池を充放電させたときの充放電電流及び応答電圧を測定して前記二次電池の内部抵抗を算出する二次電池の内部抵抗検知装置であって、前記充放電電流を測定する電流測定部と、前記応答電圧を測定する電圧測定部と、前記内部抵抗を算出する演算処理部と、を備え、前記演算処理部は、前記二次電池の端子から前記充放電電流が流れる電流経路の所定の位置までのハーネス抵抗Rhを算出し、前記電流測定部及び前記電圧測定部から電流測定値及び電圧測定値を入力し、前記電流測定値及び前記電圧測定値から抵抗値Rmを算出し、該抵抗値Rmから前記ハーネス抵抗Rhを減算して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。 The 1st aspect of the internal resistance detection apparatus of the secondary battery of this invention calculates the internal resistance of the said secondary battery by measuring the charging / discharging current and response voltage when charging / discharging a secondary battery. An internal resistance detection device for a battery, comprising: a current measurement unit that measures the charge / discharge current; a voltage measurement unit that measures the response voltage; and an arithmetic processing unit that calculates the internal resistance. The unit calculates a harness resistance Rh from a terminal of the secondary battery to a predetermined position of a current path through which the charge / discharge current flows, and inputs a current measurement value and a voltage measurement value from the current measurement unit and the voltage measurement unit. Then, a resistance value Rm is calculated from the current measurement value and the voltage measurement value, and the harness resistance Rh is subtracted from the resistance value Rm to calculate the internal resistance.
本発明の二次電池の内部抵抗検知装置の他の態様は、前記充放電電流が流れる電流経路のハーネス温度を検知する温度検知手段をさらに備え、前記温度検知手段で検知された前記ハーネス温度をTh、前記電流経路の抵抗温度係数をα、事前に決定された基準温度Tsにおける前記ハーネス抵抗をRhs、前記ハーネス温度Thにおける前記ハーネス抵抗をRh、とするとき、前記演算処理部は、前記ハーネス抵抗Rhを次式
Rh=Rhs×(1+α×(Th−Ts))
より算出し、算出された前記ハーネス抵抗Rhを前記抵抗値Rmから減算して前記内部抵抗を算出することを特徴とする。
Another aspect of the internal resistance detection device for a secondary battery of the present invention further includes temperature detection means for detecting a harness temperature of a current path through which the charge / discharge current flows, and the harness temperature detected by the temperature detection means is detected. When the Th, the resistance temperature coefficient of the current path is α, the harness resistance at a predetermined reference temperature Ts is Rhs, and the harness resistance at the harness temperature Th is Rh, the arithmetic processing unit is the harness The resistance Rh is expressed by the following formula: Rh = Rhs × (1 + α × (Th−Ts))
The internal resistance is calculated by subtracting the calculated harness resistance Rh from the resistance value Rm.
本発明によれば、ハーネスの抵抗の影響を低減して二次電池の内部抵抗を高精度に検知することが可能な二次電池の内部抵抗検知方法及び内部抵抗検知装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the internal resistance detection method and internal resistance detection apparatus of a secondary battery which can reduce the influence of resistance of a harness and can detect the internal resistance of a secondary battery with high precision can be provided. .
本発明の好ましい実施の形態における二次電池の内部抵抗検知方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 A method for detecting the internal resistance of a secondary battery in a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about each structural part which has the same function, the same code | symbol is attached | subjected and shown for simplification of illustration and description.
(第1実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る二次電池の内部抵抗検知方法を、図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態の二次電池の内部抵抗検知方法で用いる内部抵抗検知装置100を二次電池10に接続した接続図である。本実施形態では、アクティブ方式により二次電池の内部抵抗を検知する方法を提供する。図1において、二次電池10の内部抵抗を検知する本実施形態の内部抵抗検知装置100は、電線32、33で電気接続箱20−2のバスバー23に接続されている。また、電気接続箱20−2は電線31で電気接続箱20−1のバスバー21の端子に接続され、電気接続箱20−1が電線30で二次電池10の端子(プラスターミナル)に接続されている。
(First embodiment)
A method for detecting the internal resistance of a secondary battery according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a connection diagram in which an internal
内部抵抗検知装置100は、二次電池10の放電を行わせるための放電制御部110と、二次電池10の電流を測定する電流測定部120と、二次電池10の電圧を測定する電圧測定部130と、二次電池10の内部抵抗を演算処理する演算処理部140と、を備えている。放電制御部110により所定のタイミングで二次電池10の放電が行われると、演算処理部140は放電開始後の二次電池の電流、電圧をそれぞれ電流測定部120及び電圧測定部130から入力し、これを用いて二次電池10の内部抵抗を算出する。
The internal
放電制御部110は、図示しない電流制限抵抗やスイッチング素子等を有しており、二次電池10を任意の電流波形(例えば、略矩形波や正弦波等)で放電させることができる。また、内部抵抗検知装置100は、電源用電線32で電気接続箱20−2のバスバー23のコネクタ端子に接続されて電源が供給されるとともに、アクティブ方式で二次電池10の放電を行わせるために、放電用電線33でバスバー23の別のコネクタ端子に接続されている。なお、内部抵抗検知装置100における電圧測定は、電源用電線32のラインで行われる。
The
図1において、放電制御部110を用いて二次電池10の放電を行わせると、二次電池10のプラスターミナルから電線30、バスバー21、ヒューズ22、電線31、及び電気接続箱20−2内のバスバー23及びヒューズ25を経由して放電用電線33に電流が流れる。また、放電開始後の電圧測定では、放電電流が流れる電気接続箱20−2内のバスバー23に現れる電圧が、電源用電線32及びヒューズ24を介して電圧測定部130で測定される。電源用電線32に流れる電流は放電用電線33に流れる電流に比べて小さいことから、電気接続箱20−2内のバスバー23から電圧測定部130までの間での電圧降下は小さく、これを無視しても問題ない。
In FIG. 1, when the
上記より、電圧測定部130で測定される電圧は、電気接続箱20−2内のバスバー23の電源用電線32が接続されているヒューズ24との接続点における電圧である。そこで、以下では二次電池10の内部抵抗をRb、電線30の抵抗をRh1、電線31の抵抗をRh2とし、電気接続箱20−1内のバスバー21と電線31との間に接続されるヒューズ22の抵抗をRfとする。また、バスバー21の電線30との接続点からヒューズ22との接続点までの抵抗をRh3とし、バスバー23の電線31との接続点からヒューズ24との接続点までの抵抗をRh4とする。さらに、二次電池10のプラスターミナルからバスバー23のヒューズ24との接続点までのハーネスの全抵抗をRhとする。
From the above, the voltage measured by the
上記より、ハーネスの抵抗Rhは、電線30の抵抗Rh1、電気接続箱20−1内のバスバー21の抵抗Rh3、ヒューズ22の抵抗Rf、電線31の抵抗Rh2、及びバスバー23の抵抗Rh4を合計したものに略等しく、Rh=Rh1+Rh2+Rh3+Rh4+Rfで与えることができる。
From the above, the resistance Rh of the harness is the sum of the resistance Rh1 of the
内部抵抗検知装置100は、所定のタイミングで放電制御部110により二次電池10から所定の放電パターンで放電させ、そのときの電流、電圧をそれぞれ電流測定部120及び電圧測定部130で測定する。演算処理部140は、放電開始後の所定の期間の電流測定値及び電圧測定値をそれぞれ電流測定部120及び電圧測定部130から入力し、これを用いて二次電池10の内部抵抗を算出する。
The internal
演算処理部140において、電流測定値及び電圧測定値から算出される抵抗をRmとすると、抵抗Rmは二次電池10の内部抵抗Rbにハーネス抵抗Rhが加わったものに相当する。すなわち、抵抗Rmは、Rm=Rb+Rhと表すことができる。これより、二次電池の内部抵抗Rbは
Rb=Rm−Rh (1)
で与えられる。
When the resistance calculated from the current measurement value and the voltage measurement value is Rm in the
Given in.
ハーネス抵抗Rhは、内部抵抗検知装置100を二次電池10に接続したときに、二次電池10のプラスターミナルから電気接続箱20−2のバスバー23のヒューズ24が接続されるコネクタ端子までの抵抗値を実測し、これを演算処理部140に保存しておいて用いることができる。あるいは、電源配線図や電気接続箱の設計図等から読み取れる電線やバスバーの線径、長さ、厚さ等をもとに抵抗値を算出して用いてもよい。
The harness resistance Rh is the resistance from the plus terminal of the
ハーネスは、それに流れる電流による発熱等によって温度が変化し、その影響によって抵抗値Rhも変化する。そのため、式(1)の二次電池10の内部抵抗Rbの算出に用いるハーネス抵抗Rhには、そのときのハーネス温度における抵抗値を用いる必要がある。これに対し、事前に実測されるかあるいは電源配線図等から算出されるハーネス抵抗Rhは、所定の基準温度のときの抵抗値である。そこで、本実施形態の内部抵抗検知方法では、基準温度におけるハーネス抵抗(以下では、これをRhsとする。)を、実際のハーネス温度における抵抗値に温度補正して用いている。
The temperature of the harness changes due to heat generated by the current flowing through it, and the resistance value Rh also changes due to the influence. Therefore, it is necessary to use the resistance value at the harness temperature at that time as the harness resistance Rh used for calculating the internal resistance Rb of the
二次電池10の内部抵抗Rb及びハーネス抵抗Rhの温度特性(温度に対するインピーダンスの変化)の一例を図2に示す。同図では、内部抵抗Rbの温度特性として、二次電池10の劣化状態(SOH)が異なる5ケースについて示している。また、ハーネス抵抗Rhとして実測値を示している。同図に示すように、内部抵抗Rbの温度特性とハーネス抵抗Rhの温度特性とでは、温度に対する変化の傾向が異なっている。そのため、実際のハーネス温度に対応するハーネス抵抗Rhを求め、これを用いて式(1)から二次電池10の内部抵抗Rbを算出する必要がある。
An example of temperature characteristics (change in impedance with respect to temperature) of the internal resistance Rb and the harness resistance Rh of the
内部抵抗検知装置100は、ハーネス温度を検出するための温度検知手段150をさらに備えている。温度検知手段150は、電線30、31、バスバー21、23及びヒューズ22の温度を直接測定する手段であってもよいし、いずれかの温度あるいは周囲温度等を測定し、これからハーネス温度を推定する手段であってもよい。
The internal
温度検知手段150でハーネス温度が検知されると、基準温度におけるハーネス抵抗Rhsに対して次式を用いて温度補正を行う。
Rh=Rhs×(1+α×(Th−Ts)) (2)
ここで、
Rh:温度補正後のハーネス抵抗値
α :ハーネスの抵抗温度係数
Th:ハーネス温度
Ts:基準温度
When the harness temperature is detected by the temperature detecting means 150, the temperature correction is performed on the harness resistance Rhs at the reference temperature using the following equation.
Rh = Rhs × (1 + α × (Th−Ts)) (2)
here,
Rh: Harness resistance value after temperature correction α: Resistance temperature coefficient of harness Th: Harness temperature Ts: Reference temperature
基準温度Tsには、一般的に室温25℃が用いられる。式(2)に用いられる抵抗温度係数αは、ハーネス温度Thに対するハーネス抵抗Rhの変化率に相当しており、電線30、31、バスバー21、23及びヒューズ22のそれぞれの抵抗温度係数に基づいて決定されるものである。電線やバスバーには一般に銅、アルミ、あるいはステンレスが用いられており、通常用いられる抵抗温度係数は、銅の場合には0.00433、アルミの場合には0.0042、ステンレスの場合には0.011である。
A room temperature of 25 ° C. is generally used as the reference temperature Ts. The resistance temperature coefficient α used in equation (2) corresponds to the rate of change of the harness resistance Rh with respect to the harness temperature Th, and is based on the resistance temperature coefficients of the
これに対し、ヒューズ22は錫や亜鉛からなる金属化合物で形成されることが多い。そのため、電線30、31、及びバスバー21、23とヒューズ22とでは抵抗温度係数が異なっている。電線及びバスバーを形成する導体(銅、アルミ)の抵抗変化率と、ヒューズ22の抵抗変化率とを比較したものを図3に示す。
On the other hand, the
図3では、それぞれの抵抗変化率を20℃における抵抗変化率で規格化して示している。また、ヒューズの抵抗変化率については、3種類のものを例示している。同図に示すように、電線及びバスバーを形成する銅とアルミでは、抵抗変化率がほぼ同程度となっているのに対し、ヒューズの抵抗変化率は種類によって大きく変化している。このように、電線30、31及びバスバー21、23を形成する導体とヒューズ22とでは抵抗変化率が大きく異なっていることから、両者の抵抗変化率の違いを反映してハーネスの抵抗温度係数αを決定する必要がある。
In FIG. 3, each resistance change rate is shown normalized by a resistance change rate at 20 ° C. Further, three types of resistance change rates of the fuses are illustrated. As shown in the figure, the resistance change rate of copper and aluminum forming the electric wires and bus bars is almost the same, whereas the resistance change rate of the fuse greatly varies depending on the type. Thus, since the resistance change rate is greatly different between the conductors forming the
そこで、本実施形態の内部抵抗検知方法では、ハーネスの抵抗温度係数αを、電線及びバスバーを形成する導体の抵抗温度係数とヒューズの抵抗温度係数とから次式を用いて算出している。
α=α1×RC/(RC+RF)+α2×RF/(RC+RF) (3)
Therefore, in the internal resistance detection method of this embodiment, the resistance temperature coefficient α of the harness is calculated from the resistance temperature coefficient of the conductor forming the electric wire and the bus bar and the resistance temperature coefficient of the fuse using the following equation.
α = α1 × RC / (RC + RF) + α2 × RF / (RC + RF) (3)
式(3)において、RCは所定温度における電線30、31、及びバスバー21、23の所定位置の抵抗値を合計したものであり、RFはヒューズ22の所定温度における抵抗値の合計である。また、α1及びα2は、それぞれ電線30、31とバスバー21、23を形成する導体の抵抗温度係数、及びヒューズ22の抵抗温度係数である。式(3)では、抵抗温度係数α1、α2を抵抗合計値RC、RFで重み付け(線形補間)したものをハーネスの抵抗温度係数αとしている。
In Equation (3), RC is the sum of the resistance values at the predetermined positions of the
本実施形態の内部抵抗検知方法では、導体の抵抗温度係数α1、及びヒューズ22の抵抗温度係数α2を用いて式(3)からハーネスの抵抗温度係数αを算出し、これを式(2)のハーネス抵抗値Rhの温度補正に用いている。そして、内部抵抗検知装置100において、アクティブ方式により二次電池10から放電させたときの電流、電圧を測定して抵抗Rmを算出する。それとともに、温度検知手段150でハーネス温度Thを検知し、これを用いて式(2)から温度補正されたハーネス抵抗Rhを算出する。さらに、抵抗Rmとハーネス抵抗Rhを用いて式(1)から内部抵抗Rbを算出する。これにより、ハーネスの抵抗の影響を低減して二次電池10の内部抵抗Rbを精度よく検知することが可能となる。
In the internal resistance detection method of the present embodiment, the resistance temperature coefficient α of the harness is calculated from the equation (3) using the resistance temperature coefficient α1 of the conductor and the resistance temperature coefficient α2 of the
なお、上記では式(2)を用いてハーネス抵抗Rhの温度補正を高精度に行うものとして説明したが、これに限定されず、例えばハーネス温度Thとハーネス抵抗Rhとを対比させたテーブルを事前に作成して用いるようにしてもよい。ハーネス温度Thとハーネス抵抗Rhとを対比させたテーブルの一例を、表1に示す。
In the above description, it is assumed that the temperature correction of the harness resistance Rh is performed with high accuracy using the expression (2). However, the present invention is not limited to this. It may be created and used. Table 1 shows an example of a table in which the harness temperature Th is compared with the harness resistance Rh.
(第2実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る二次電池の内部抵抗検知方法を、図4を用いて説明する。図4は、第2実施形態の二次電池の内部抵抗検知方法で用いる内部抵抗検知装置200を二次電池10に接続した接続図である。本実施形態では、パッシブ方式により二次電池の内部抵抗を検知する方法を提供する。二次電池10の内部抵抗を検知する本実施形態の内部抵抗検知装置200は、第1実施形態の内部抵抗検知装置100と同様に、電気接続箱20−2に接続されている。
(Second Embodiment)
A method of detecting the internal resistance of the secondary battery according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a connection diagram in which the internal
本実施形態では、パッシブ方式により二次電池10の内部抵抗を検知することから、内部抵抗検知装置200には放電制御部110が設けられていない。これに代えて、内部抵抗検知装置200は、車両のエンジンクランキング時や大電流負荷動作時などに、電流測定部120及び電圧測定部130を用いて電流、電圧を測定し、演算処理部140が電流測定値及び電圧測定値を入力して二次電池10の内部抵抗を算出する。
In this embodiment, since the internal resistance of the
内部抵抗検知装置200は、放電制御部110を有さないことから、電気接続箱20−2に電源用電線32のみで接続され、放電用電線33は接続されていない。二次電池10の内部抵抗を検知するタイミングは、エンジンクランキングや大電流負荷動作に伴う外部信号が入力されたとき、または手動要求があったときとすることができる。あるいは、電流測定部120で測定される電流を監視し、所定値以上の電流が検知されたときを、二次電池10の内部抵抗を検知するタイミングとしてもよい。ここでは、パッシブ方式による二次電池10の内部抵抗の検知タイミングを、エンジンクランキング時、すなわち二次電池10からエンジンスタータ40に大電流が放電されたときとする例について説明する。
Since the internal
図4において、二次電池10からエンジンスタータ40に放電が行われると、二次電池10のプラスターミナルから電線30及びバスバー21を経由してエンジンスタータ40に大電流が流れる。また、放電開始後の電圧測定では、放電電流が流れるバスバー21の電圧が、電線31及び電源用電線32を介して電圧測定部130で測定される。バスバー21からヒューズ22、電線31、電気接続箱20−2内のバスバー23及びヒューズ24を経由して電源用電線32に流れる電流は、バスバー21からエンジンスタータ40に流れる電流に比べて小さいことから、バスバー21から電圧測定部130までの間での電圧降下は小さく、これを無視しても問題ない。
In FIG. 4, when the
上記より、電圧測定部130で測定される電圧は、電気接続箱20−1内のバスバー21の電線31が接続されているヒューズ22との接続点における電圧である。これより、本実施形態の二次電池の内部抵抗検知方法では、ハーネスの抵抗Rhが電線30の抵抗Rh1と電気接続箱20−1内のバスバー21の抵抗Rh3とを合計したものに略等しく、Rh=Rh1+Rh3と表される。
From the above, the voltage measured by the
内部抵抗検知装置200は、二次電池10からエンジンスタータ40に大電流が放電されると、そのときの電流、電圧をそれぞれ電流測定部120及び電圧測定部130で測定する。演算処理部140は、放電開始後の所定の期間の電流測定値及び電圧測定値をそれぞれ電流測定部120及び電圧測定部130から入力し、これを用いて抵抗Rmを算出する。抵抗Rmは、Rm=Rb+Rhと表わされることから、二次電池の内部抵抗Rbは式(1)を用いて算出することができる。
When a large current is discharged from the
ハーネス抵抗Rhは、内部抵抗検知装置200を二次電池10に接続したときに、二次電池10のプラスターミナルから電気接続箱20−1内のバスバー21のヒューズ22との接続点までの抵抗値を実測し、これを演算処理部140に保存しておいて用いることができる。あるいは、電源配線図や電気接続箱の設計図等から読み取れる電線やバスバーの線径、長さ、厚さ等をもとに抵抗値を算出して用いてもよい。
The harness resistance Rh is a resistance value from the plus terminal of the
ハーネス抵抗Rhとして、第1実施形態と同様に、ハーネス温度Thを検知して基準温度におけるハーネス抵抗Rhsを温度補正したものを用いる必要がある。そこで、本実施形態でも式(2)を用いてハーネス抵抗Rhを算出する。 As the harness resistance Rh, it is necessary to detect the harness temperature Th and correct the harness resistance Rhs at the reference temperature as in the first embodiment. Therefore, also in the present embodiment, the harness resistance Rh is calculated using Expression (2).
ところで、本実施形態では、ハーネス抵抗Rhにヒューズの抵抗は含まれず、電線30の抵抗とバスバー21の抵抗のみが含まれている。したがって、式(2)に用いられるハーネスの抵抗温度係数αには、電線30及びバスバー21を形成する導体の抵抗温度係数を用いればよい。一例として、電線30及びバスバー21が銅で形成されているときは銅の抵抗温度係数0.00433を用い、アルミで形成されているときはアルミの抵抗温度係数0.0042を用い、ステンレスで形成されているときはステンレスの抵抗温度係数0.011を用いればよい。
By the way, in this embodiment, the resistance of the fuse is not included in the harness resistance Rh, and only the resistance of the
本実施形態の内部抵抗検知方法では、エンジンスタータ40に大電流が放電されたとき、内部抵抗検知装置200において放電中の電流、電圧を測定して抵抗Rmを算出する。それとともに、温度検知手段150でハーネス温度Thを検知し、これを用いて式(2)から温度補正されたハーネス抵抗Rhを算出する。さらに、抵抗Rmとハーネス抵抗Rhを用いて式(1)から内部抵抗Rbを算出する。これにより、ハーネスの抵抗の影響を低減して二次電池10の内部抵抗Rbを精度よく検知することが可能となる。
In the internal resistance detection method of the present embodiment, when a large current is discharged to the
なお、本実施形態においても、式(2)を用いてハーネス抵抗Rhの温度補正を行うのに代えて、ハーネス温度Thとハーネス抵抗Rhとを対比させた表1に示すようなテーブルを事前に作成して用いるようにしてもよい。 Also in this embodiment, instead of performing the temperature correction of the harness resistance Rh using the formula (2), a table as shown in Table 1 in which the harness temperature Th and the harness resistance Rh are compared is previously provided. It may be created and used.
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態に係る二次電池の内部抵抗検知方法を以下に説明する。第3実施形態として、第1実施形態の内部抵抗検知装置100を用いてパッシブ方式により二次電池の内部抵抗を検知する。すなわち、二次電池10からエンジンスタータ40に放電されると、そのときの電流、電圧を電流測定部120及び電圧測定部130を用いて測定し、第2実施形態と同様にして二次電池10の内部抵抗を検知する。
(Third embodiment)
A method for detecting the internal resistance of the secondary battery according to the third embodiment of the present invention will be described below. As 3rd Embodiment, the internal resistance of a secondary battery is detected by a passive system using the internal
また、所定のタイミングで放電制御部110を用いて二次電池10の放電を行い、第1実施形態と同様にして二次電池10の内部抵抗を検知する。このときのハーネスの抵抗温度係数αは、式(3)を用いて算出されたものを用いる。放電制御部110を用いてアクティブ方式により二次電池10の内部抵抗を検知するタイミングは、例えばパッシブ方式により内部抵抗が検知されてから所定時間経過したときとすることができる。
Further, the
本実施形態では、アクティブ方式による内部抵抗の検知を行うことで、二次電池10の内部抵抗を好適な頻度で監視することができる。
In the present embodiment, the internal resistance of the
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る二次電池の内部抵抗検知方法及び内部抵抗検知装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における二次電池の内部抵抗検知方法及び内部抵抗検知装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the description in this Embodiment shows an example of the internal resistance detection method and internal resistance detection apparatus of the secondary battery which concern on this invention, and is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the internal resistance detection method and internal resistance detection device of the secondary battery in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10 二次電池
20 電気接続箱
21、23 バスバー
22、24、25 ヒューズ
30、31 電線
32 電源用電線
33 放電用電線
40 エンジンスタータ
50、100、200 内部抵抗検知装置
110 放電制御部
120 電流測定部
130 電圧測定部
140 演算処理部
150 温度検知手段
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記二次電池の端子から前記充放電電流が流れる電流経路の所定の位置までのハーネス抵抗Rhを算出し、
前記電流測定値及び前記電圧測定値から算出される抵抗値Rmから前記ハーネス抵抗Rhを減算して前記内部抵抗を算出する
ことを特徴とする二次電池の内部抵抗検知方法。 Charge / discharge current and response voltage when charging / discharging the secondary battery are measured using current measuring means and voltage measuring means, respectively, and current measurement values and voltage measurements respectively input from the current measuring means and the voltage measuring means. A secondary battery internal resistance detection method for calculating an internal resistance of the secondary battery using a value,
Calculating a harness resistance Rh from a terminal of the secondary battery to a predetermined position of a current path through which the charge / discharge current flows;
An internal resistance detection method for a secondary battery, wherein the internal resistance is calculated by subtracting the harness resistance Rh from a resistance value Rm calculated from the current measurement value and the voltage measurement value.
Rh=Rhs×(1+α×(Th−Ts))
より算出し、算出された前記ハーネス抵抗Rhを前記抵抗値Rmから減算して前記内部抵抗を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池の内部抵抗検知方法。 When the harness temperature of the current path is Th, the resistance temperature coefficient of the current path is α, the harness resistance at a predetermined reference temperature Ts is Rhs, and the harness resistance at the harness temperature Th is Rh, The harness resistance Rh is represented by the following formula: Rh = Rhs × (1 + α × (Th−Ts))
The internal resistance detection method according to claim 1, wherein the internal resistance is calculated by subtracting the calculated harness resistance Rh from the resistance value Rm.
前記導体の抵抗温度係数をα1、前記ヒューズの抵抗温度係数をα2、とするとき、前記電流経路の抵抗温度係数αを次式で算出する
α=α1×RC/(RC+RF)+α2×RF/(RC+RF)
ことを特徴とする請求項2に記載の二次電池の内部抵抗検知方法。 When the current path from the terminal of the secondary battery to the predetermined position is composed of a fuse and a conductor, the resistance value RF of the fuse and the resistance value RC of the conductor at a predetermined temperature are determined in advance,
When the resistance temperature coefficient of the conductor is α1 and the resistance temperature coefficient of the fuse is α2, the resistance temperature coefficient α of the current path is calculated by the following equation: α = α1 × RC / (RC + RF) + α2 × RF / ( RC + RF)
The method for detecting the internal resistance of the secondary battery according to claim 2.
前記放電手段を用いて前記二次電池から放電させたときの前記放電電流及び前記応答電圧を測定して前記内部抵抗を算出する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池の内部抵抗検知方法。 Having discharge means for discharging a predetermined discharge current from the secondary battery;
4. The internal resistance is calculated by measuring the discharge current and the response voltage when the secondary battery is discharged from the discharge unit using the discharge unit. 5. Method for detecting internal resistance of secondary battery.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池の内部抵抗検知方法。 4. The internal resistance is calculated by measuring the discharge current and the response voltage when a large current of a predetermined value or more is discharged from the secondary battery. 5. The internal resistance detection method of the secondary battery as described.
前記充放電電流を測定する電流測定部と、
前記応答電圧を測定する電圧測定部と、
前記内部抵抗を算出する演算処理部と、を備え、
前記演算処理部は、
前記二次電池の端子から前記充放電電流が流れる電流経路の所定の位置までのハーネス抵抗Rhを算出し、
前記電流測定部及び前記電圧測定部から電流測定値及び電圧測定値を入力し、
前記電流測定値及び前記電圧測定値から抵抗値Rmを算出し、該抵抗値Rmから前記ハーネス抵抗Rhを減算して前記内部抵抗を算出する
ことを特徴とする二次電池の内部抵抗検知装置。 An internal resistance detection device for a secondary battery that calculates the internal resistance of the secondary battery by measuring a charge / discharge current and a response voltage when charging and discharging the secondary battery,
A current measuring unit for measuring the charge / discharge current;
A voltage measuring unit for measuring the response voltage;
An arithmetic processing unit for calculating the internal resistance,
The arithmetic processing unit includes:
Calculating a harness resistance Rh from a terminal of the secondary battery to a predetermined position of a current path through which the charge / discharge current flows;
Input a current measurement value and a voltage measurement value from the current measurement unit and the voltage measurement unit,
A resistance value Rm is calculated from the current measurement value and the voltage measurement value, and the internal resistance is calculated by subtracting the harness resistance Rh from the resistance value Rm.
前記温度検知手段で検知された前記ハーネス温度をTh、前記電流経路の抵抗温度係数をα、事前に決定された基準温度Tsにおける前記ハーネス抵抗をRhs、前記ハーネス温度Thにおける前記ハーネス抵抗をRh、とするとき、
前記演算処理部は、前記ハーネス抵抗Rhを次式
Rh=Rhs×(1+α×(Th−Ts))
より算出し、算出された前記ハーネス抵抗Rhを前記抵抗値Rmから減算して前記内部抵抗を算出する
ことを特徴とする請求項6に記載の二次電池の内部抵抗検知装置。 A temperature detecting means for detecting a harness temperature of a current path through which the charge / discharge current flows;
The harness temperature detected by the temperature detection means is Th, the resistance temperature coefficient of the current path is α, the harness resistance at a predetermined reference temperature Ts is Rhs, and the harness resistance at the harness temperature Th is Rh, And when
The arithmetic processing unit uses the following equation for the harness resistance Rh: Rh = Rhs × (1 + α × (Th−Ts))
The internal resistance detection device of a secondary battery according to claim 6, wherein the internal resistance is calculated by subtracting the calculated harness resistance Rh from the resistance value Rm.
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