JP2015165219A - Device for determining state of lead-acid battery and method for determining state of vehicle and lead-acid battery - Google Patents
Device for determining state of lead-acid battery and method for determining state of vehicle and lead-acid battery Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、鉛蓄電池の状態を判定する鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法に関する。 The present invention relates to a state determination device for a lead storage battery, a vehicle, and a state determination method for a lead storage battery that determine the state of the lead storage battery.
エンジンを主たる動力源とする車両は、エンジンを始動するためのスタータモータの電源としてバッテリを備える。このバッテリとしては、一般に鉛蓄電池が使用される。また、近年、鉛蓄電池は、その充放電特性の改良によって、高価なリチウムイオン二次電池では採算が合わない電動カート又はフォークリフトなどの特殊電動車両の電源として普及しつつある。 A vehicle having an engine as a main power source includes a battery as a power source of a starter motor for starting the engine. As the battery, a lead storage battery is generally used. In recent years, lead-acid batteries are becoming popular as power sources for special electric vehicles such as electric carts or forklifts, which are not profitable with expensive lithium ion secondary batteries, due to improvements in their charge / discharge characteristics.
自家用車のトラブル回数(具体的には日本自動車連盟の出動回数)で最も多いものはバッテリ上がり及びバッテリの劣化である。また、近年、エンジンを主たる動力源とする車両の排ガスを削減するために、アイドルストップスタートが行われている。しかし、アイドルストップによるエンジンの停止中に、バッテリの残存容量が低下して、エンジンを始動するのに必要な出力が得られなくなると、エンジンを再始動できなくなる。このようなバッテリのトラブルを事前に検知し対処できるように、バッテリの残存容量を精度良く検出することが望まれている(例えば特許文献1参照)。 The largest number of troubles with private cars (specifically, the number of dispatches of the Japan Automobile Federation) is battery exhaustion and battery deterioration. In recent years, an idling stop start has been performed in order to reduce the exhaust gas of vehicles using an engine as a main power source. However, the engine cannot be restarted if the remaining capacity of the battery is reduced during the stop of the engine due to idle stop and the output required to start the engine cannot be obtained. It is desired to accurately detect the remaining capacity of the battery so that such a battery trouble can be detected and dealt with in advance (see, for example, Patent Document 1).
一般に、鉛蓄電池では、開回路電圧(以下、「OCV」と称される)と残存容量との間に一次式の関係があることが知られている。そこで、上記特許文献1に記載の技術では、上記一次式の関係を利用して、測定されたOCVの値から残存容量を算出している。 In general, it is known that a lead storage battery has a linear relationship between an open circuit voltage (hereinafter referred to as “OCV”) and a remaining capacity. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, the remaining capacity is calculated from the measured value of OCV using the relationship of the linear equation.
上記特許文献1に記載の技術では、車両に搭載されている鉛蓄電池の公称容量が既知の場合には、残存容量を算出することが可能になっている。しかしながら、劣化した鉛蓄電池の交換などによって、搭載されている鉛蓄電池の公称容量を車両が認識できない場合には、上記特許文献1に記載の技術では、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出するのは困難となる。 In the technique described in Patent Document 1, when the nominal capacity of a lead storage battery mounted on a vehicle is known, the remaining capacity can be calculated. However, when the vehicle cannot recognize the nominal capacity of the mounted lead storage battery due to replacement of a deteriorated lead storage battery, the technique described in Patent Document 1 suitably calculates the remaining capacity of the lead storage battery. Will be difficult.
本発明は、上述した課題を解決するもので、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and a lead storage battery state determination device, a vehicle, and a lead storage battery state determination method capable of suitably calculating the remaining capacity of the lead storage battery regardless of the nominal capacity of the lead storage battery. The purpose is to provide.
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置は、鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第1取得部と、前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第1演算部と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第1記憶部と、前記第1取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第1取得部による前記複
数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第2演算部と、を備える。
The state determination device for a lead storage battery according to the present invention is detected by a voltage detection unit that detects a terminal voltage of the lead storage battery, a current detection unit that detects a charging current and a discharge current flowing in the lead storage battery, and the voltage detection unit. The lead storage battery is charged and discharged using the first acquisition unit configured to acquire the open circuit voltage of the lead storage battery from the terminal voltage, and the charging current and the discharge current detected by the current detection unit. Acquired by the first calculation unit configured to calculate the capacity, a first storage unit that stores preset maximum voltage value and minimum voltage value of the open circuit voltage of the lead storage battery, and the first acquisition unit A plurality of the lead-acid battery open circuit voltages, and a charge / discharge capacity of the lead-acid battery at the time of acquisition of each of the plurality of lead-acid battery open circuit voltages by the first acquisition unit, the maximum voltage value, and the minimum By using the pressure value, and a second operation unit that is configured to calculate the remaining capacity of the lead-acid battery.
この構成によれば、鉛蓄電池の端子電圧が電圧検出部により検出される。鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流が電流検出部により検出される。電圧検出部により検出された端子電圧から、鉛蓄電池の開回路電圧が第1取得部により取得される。電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、鉛蓄電池の充放電容量が第1演算部により算出される。第1記憶部には、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値が保存されている。第1取得部により取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧と、第1取得部による複数の鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が第2演算部により算出される。 According to this configuration, the terminal voltage of the lead storage battery is detected by the voltage detection unit. A charge current and a discharge current flowing through the lead storage battery are detected by the current detection unit. The open circuit voltage of the lead storage battery is acquired by the first acquisition unit from the terminal voltage detected by the voltage detection unit. The charge / discharge capacity of the lead storage battery is calculated by the first calculation unit using the charge current and the discharge current detected by the current detection unit. The first storage unit stores a preset maximum voltage value and minimum voltage value of the open circuit voltage of the lead storage battery. The charge / discharge capacity of the lead storage battery and the open circuit of the lead storage battery at the time of acquiring each of the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries acquired by the first acquisition unit, and the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries by the first acquisition unit The remaining capacity of the lead storage battery is calculated by the second calculation unit using the preset maximum voltage value and minimum voltage value of the voltage.
このように、この構成では、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。 Thus, in this configuration, without determining the remaining capacity of the lead storage battery directly from the open circuit voltage of the lead storage battery, the open circuit voltage of the lead storage battery, the charge / discharge capacity of the lead storage battery, and the open circuit voltage of the lead storage battery are determined in advance. The remaining capacity of the lead storage battery is calculated using the set maximum voltage value and minimum voltage value. Therefore, the remaining capacity of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記第2演算部は、前記鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、前記鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータをそれぞれプロットするとともに、前記最大電圧値の直線及び前記最小電圧値の直線をプロットし、プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線を算出し、前記近似直線と前記最大電圧値の直線との第1交点と、前記近似直線と前記最小電圧値の直線との第2交点とを算出し、前記第1交点から前記第2交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたとしてもよい。 Further, in the above-described lead storage battery state determination device, the second arithmetic unit uses the open circuit voltage of the lead storage battery as one of the vertical axis and the horizontal axis, and the capacity of the lead storage battery as the vertical axis and the horizontal axis. On the graph as the other axis, plotting data consisting of the lead-acid battery open circuit voltage and the charge-discharge capacity of the lead-acid battery at the time of obtaining the lead-acid battery open circuit voltage, respectively, and the maximum voltage value Plot a straight line and a straight line of the minimum voltage value, and if the number of plotted data is more than a predetermined number and the capacity width of the plotted data is more than a predetermined width, an approximate straight line that approximates the plotted data with a straight line is calculated. And calculating a first intersection point between the approximate line and the maximum voltage value line, and a second intersection point between the approximate line and the minimum voltage value line, and a capacitance from the first intersection point to the second intersection point. Width forward It may be configured to calculate, as the residual capacity of the lead storage battery.
この構成によれば、鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、鉛蓄電池の開回路電圧と鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータがそれぞれプロットされるとともに、鉛蓄電池の開回路電圧の、最大電圧値の直線及び最小電圧値の直線がプロットされる。プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線が算出される。近似直線と最大電圧値の直線との第1交点と、近似直線と最小電圧値の直線との第2交点とが算出される。第1交点から第2交点までの容量幅が鉛蓄電池の残存容量として算出される。ここで、プロットされたデータを近似する近似直線の傾斜角度が、鉛蓄電池の公称容量によって異なるものとなる。したがって、この構成によれば、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を精度良く算出することができる。 According to this configuration, the open circuit voltage of the lead storage battery is plotted on the graph having the open circuit voltage of the lead storage battery as one axis of the vertical axis and the horizontal axis, and the capacity of the lead storage battery as the other axis of the vertical axis and the horizontal axis. And the charge / discharge capacity of the lead-acid battery at the time of obtaining the open-circuit voltage of the lead-acid battery, respectively, and the maximum voltage line and the minimum voltage line of the lead-acid battery open circuit voltage are plotted. The When the number of plotted data is equal to or greater than the predetermined number and the capacity width of the plotted data is equal to or greater than the predetermined width, an approximate straight line that approximates the plotted data with a straight line is calculated. A first intersection of the approximate line and the straight line of the maximum voltage value and a second intersection of the approximate line and the straight line of the minimum voltage value are calculated. The capacity width from the first intersection to the second intersection is calculated as the remaining capacity of the lead storage battery. Here, the inclination angle of the approximate straight line that approximates the plotted data varies depending on the nominal capacity of the lead-acid battery. Therefore, according to this configuration, the remaining capacity of the lead storage battery can be accurately calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、充電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧と、前記電流検出部により検出された充電電流とに基づき、前記鉛蓄電池が満充電状態であるか否かを判定するように構成された満充電判定部をさらに備え、前記第2演算部は、前記鉛蓄電池が満充電状態であると前記満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量を取得し、かつ、前記第1交点に代えて取得された前記満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量から、前記第2交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたとしてもよ
い。
In the lead storage battery state determination device, the lead storage battery is in a fully charged state based on the terminal voltage detected by the voltage detection unit during charging and the charging current detected by the current detection unit. A full charge determination unit configured to determine whether or not there is, and when the second calculation unit determines that the lead storage battery is in a fully charged state by the full charge determination unit, the determination The charge / discharge capacity of the lead storage battery in the fully charged state is acquired, and the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the fully charged state acquired in place of the first intersection point to the second intersection point The capacity width may be calculated as the remaining capacity of the lead storage battery.
この構成によれば、充電中に電圧検出部により検出された端子電圧と、電流検出部により検出された充電電流とに基づき、鉛蓄電池が満充電状態であるか否かが満充電判定部により判定される。鉛蓄電池が満充電状態であると満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量が取得される。また、第1交点に代えて取得された満充電状態での鉛蓄電池の充放電容量から、第2交点までの容量幅が、鉛蓄電池の残存容量として算出される。 According to this configuration, based on the terminal voltage detected by the voltage detection unit during charging and the charging current detected by the current detection unit, whether or not the lead storage battery is in a fully charged state is determined by the full charge determination unit. Determined. When the full charge determination unit determines that the lead storage battery is fully charged, the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the determined full charge state is acquired. Further, the capacity width from the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the fully charged state acquired instead of the first intersection to the second intersection is calculated as the remaining capacity of the lead storage battery.
一般に、第1演算部により算出される鉛蓄電池の充放電容量は、相対的な値として算出される。これに対して、この構成では、満充電状態での鉛蓄電池の充放電容量が、基準値として用いられることになる。このため、この構成によれば、鉛蓄電池の残存容量を、継続して、精度良く算出することが可能になる。 Generally, the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit is calculated as a relative value. In contrast, in this configuration, the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the fully charged state is used as the reference value. For this reason, according to this configuration, the remaining capacity of the lead storage battery can be calculated continuously and with high accuracy.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記第1演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第2演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成された第3演算部をさらに備えるとしてもよい。 In the lead storage battery state determination apparatus, the quotient obtained by dividing the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit by the remaining capacity of the lead storage battery calculated by the second calculation unit. A third operation unit configured to calculate the state of charge of the lead storage battery may be further included.
この構成によれば、第1演算部により算出された鉛蓄電池の充放電容量を第2演算部により算出された鉛蓄電池の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第3演算部により算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の充電状態を好適に算出することができる。 According to this configuration, the quotient obtained by dividing the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit by the remaining capacity of the lead storage battery calculated by the second calculation unit is the charge state of the lead storage battery. Is calculated by Therefore, the state of charge of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存された第2記憶部と、前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第2取得部と、前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第3演算部と、前記第2取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第2記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を暫定の残存容量として算出するように構成された第4演算部と、をさらに備え、前記第3演算部は、前記第2演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、前記第1演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第2演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出し、かつ、前記第2演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、前記第1演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第4演算部により算出された前記暫定の残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成されたとしてもよい。 In the lead storage battery state determination apparatus, the second storage unit in which the relationship between the DC internal resistance and the remaining capacity in the lead storage battery is stored, and the discharge current detected by the current detection unit is greater than or equal to a predetermined value. A second acquisition configured to acquire a DC internal resistance of the lead storage battery based on the terminal voltage detected by the voltage detection unit and the discharge current detected by the current detection unit during the discharge And a third arithmetic unit configured to calculate a state of charge of the lead storage battery, a direct current internal resistance of the lead storage battery acquired by the second acquisition unit, and the second storage unit And a fourth operation unit configured to calculate the remaining capacity of the lead storage battery as a provisional remaining capacity from the relationship, wherein the third operation unit is configured to calculate the lead storage battery by the second operation unit. of When the remaining capacity is calculated, the quotient obtained by dividing the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit by the remaining capacity of the lead storage battery calculated by the second calculation unit, When the charge state of the lead storage battery is calculated and the remaining capacity of the lead storage battery is not calculated by the second calculation unit, the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit is calculated. A quotient obtained by dividing the provisional remaining capacity calculated by the fourth arithmetic unit may be calculated as the state of charge of the lead storage battery.
この構成によれば、第2記憶部には、鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存されている。電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に電圧検出部により検出された端子電圧及び電流検出部により検出された放電電流に基づき、鉛蓄電池の直流内部抵抗が第2取得部により取得される。第2取得部により取得された鉛蓄電池の直流内部抵抗と第2記憶部に保存されている直流内部抵抗と残存容量との関係とから、鉛蓄電池の残存容量が暫定の残存容量として第4演算部により算出される。第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、第1演算部により算出された鉛蓄電池の充放電容量を第2演算部により算出された鉛蓄電池の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第3演算部により算出される。また、第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、第1演算部により算出された鉛
蓄電池の充放電容量を第4演算部により算出された暫定の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第3演算部により算出される。
According to this configuration, the relationship between the DC internal resistance and the remaining capacity in the lead storage battery is stored in the second storage unit. When the discharge current detected by the current detector is greater than or equal to a predetermined value, the DC internal resistance of the lead storage battery is determined based on the terminal voltage detected by the voltage detector during the discharge and the discharge current detected by the current detector. Acquired by the second acquisition unit. Based on the relationship between the DC internal resistance of the lead storage battery acquired by the second acquisition unit and the DC internal resistance stored in the second storage unit and the remaining capacity, the remaining capacity of the lead storage battery is calculated as a temporary remaining capacity. Part. When the remaining capacity of the lead storage battery is calculated by the second calculation unit, the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit is divided by the remaining capacity of the lead storage battery calculated by the second calculation unit. The quotient is calculated by the third calculation unit as the state of charge of the lead storage battery. In addition, when the remaining capacity of the lead storage battery is not calculated by the second calculation unit, the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit is divided by the provisional remaining capacity calculated by the fourth calculation unit. The third quotient is calculated as the quotient of the lead storage battery.
したがって、第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の充電状態を好適に算出することができる。また、第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合であっても、暫定の残存容量を用いることによって、鉛蓄電池の充電状態を確実に算出することができる。 Therefore, when the remaining capacity of the lead storage battery is calculated by the second arithmetic unit, the state of charge of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery. Even if the remaining capacity of the lead storage battery is not calculated by the second calculation unit, the state of charge of the lead storage battery can be reliably calculated by using the provisional remaining capacity.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係が保存された第3記憶部と、前記第2取得部により取得された前記直流内部抵抗と、前記第3演算部により算出された前記鉛蓄電池の充電状態と、前記第3記憶部に保存された前記関係とに基づき、前記鉛蓄電池の劣化率を算出するように構成された第5演算部と、をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, in said lead storage battery state determination apparatus, the said 3rd memory | storage part by which the relationship between the direct current | flow internal resistance and charge condition in the several deterioration rate of the said lead storage battery was preserve | saved, and the said 2nd acquisition part acquired. The deterioration rate of the lead storage battery is calculated based on the direct current internal resistance, the state of charge of the lead storage battery calculated by the third calculation unit, and the relationship stored in the third storage unit. And a fifth arithmetic unit.
この構成によれば、第3記憶部には、鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係が保存されている。第2取得部により取得された鉛蓄電池の直流内部抵抗と、第3演算部により算出された鉛蓄電池の充電状態と、第3記憶部に保存された鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係とに基づき、鉛蓄電池の劣化率が第5演算部により算出される。 According to this configuration, the third storage unit stores the relationship between the DC internal resistance and the charge state at a plurality of deterioration rates of the lead storage battery. DC internal resistance of the lead storage battery acquired by the second acquisition unit, the state of charge of the lead storage battery calculated by the third calculation unit, and the DC internal resistance at a plurality of deterioration rates of the lead storage battery stored in the third storage unit The deterioration rate of the lead storage battery is calculated by the fifth arithmetic unit based on the relationship between the charging state and the state of charge.
したがって、第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の劣化率を好適に算出することができる。また、第2演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合であっても、暫定の残存容量を用いることによって、鉛蓄電池の劣化率を確実に算出することができる。 Therefore, when the remaining capacity of the lead storage battery is calculated by the second arithmetic unit, the deterioration rate of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery. Even if the remaining capacity of the lead storage battery is not calculated by the second calculation unit, the deterioration rate of the lead storage battery can be reliably calculated by using the provisional remaining capacity.
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池の種類を判定する電池判定部をさらに備え、前記電池判定部は、前記近似直線の傾きに応じて電池の種類を判定するように構成されたとしてもよい。さらに、前記電池判定部は、前記近似直線の傾きが所定の閾値以下の場合、前記鉛蓄電池が制御弁式電池と判定し、所定の閾値より大きい場合、前記鉛蓄電池が液式電池と判定するように構成されたとしてもよい。
この構成によれば、電池判定部が、近似直線の傾きに応じて鉛蓄電池の種類、特に制御弁式電池か液式電池かを判定する。したがって、適性の電池の搭載が可能となるため、電池交換後の車両使用時の信頼性が向上する。
The lead storage battery state determination apparatus further includes a battery determination unit that determines the type of the lead storage battery, and the battery determination unit is configured to determine the type of the battery according to an inclination of the approximate straight line. It may be done. Furthermore, the battery determination unit determines that the lead storage battery is a control valve battery when the slope of the approximate line is equal to or less than a predetermined threshold value, and determines that the lead storage battery is a liquid battery when the inclination is larger than the predetermined threshold value. It may be configured as described above.
According to this configuration, the battery determination unit determines the type of the lead storage battery, particularly the control valve type battery or the liquid type battery, according to the inclination of the approximate line. Therefore, since an appropriate battery can be mounted, the reliability when the vehicle is used after battery replacement is improved.
本発明に係る車両は、上記の鉛蓄電池の状態判定装置と、前記鉛蓄電池と、動力源としてのエンジンと、を備え、前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用される。 A vehicle according to the present invention includes the above-described lead storage battery state determination device, the lead storage battery, and an engine as a power source, and the lead storage battery is used as a power source for starting the engine.
この構成によれば、鉛蓄電池は、動力源としてのエンジンを始動するための電源として使用される。ここで、車両に搭載されている鉛蓄電池が、劣化等により交換されると、車両は、交換後の新たな鉛蓄電池の公称容量を正確に認識するのは困難となっている。これに対して、この構成によれば、上記の鉛蓄電池の状態判定装置を備えるため、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。 According to this configuration, the lead storage battery is used as a power source for starting an engine as a power source. Here, when the lead storage battery mounted on the vehicle is replaced due to deterioration or the like, it is difficult for the vehicle to accurately recognize the nominal capacity of the new lead storage battery after replacement. On the other hand, according to this structure, since the above-described lead storage battery state determination device is provided, the remaining capacity of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定方法は、鉛蓄電池の端子電圧から前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する電圧取得ステップと、前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて前記鉛蓄電池の充放電容量を算出する充放電容量算出ステップと、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する残存容量算出ステップと、を含み、前記残存容量算出ステップは、前記電圧取得ステップにより取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する第1ステップと、前記電圧取得ステップによる前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの
取得時において前記充放電容量算出ステップにより算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を取得する第2ステップと、取得された前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する第3ステップと、を含む。
A method for determining a state of a lead storage battery according to the present invention includes: a voltage acquisition step of acquiring an open circuit voltage of the lead storage battery from a terminal voltage of the lead storage battery; and a charge current and a discharge current flowing through the lead storage battery. A charge / discharge capacity calculating step for calculating a charge / discharge capacity; and a remaining capacity calculating step for calculating a remaining capacity of the lead storage battery, wherein the remaining capacity calculating step includes a plurality of the lead acquired by the voltage acquiring step. The first step of acquiring the open circuit voltage of the storage battery, and the charge / discharge of the lead storage battery calculated by the charge / discharge capacity calculation step at the time of acquiring each of the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries by the voltage acquisition step A second step of acquiring capacity, the acquired open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries, and the acquired charge / discharge capacity of the lead storage batteries Includes using a maximum voltage value and the minimum voltage value previously set in the open circuit voltage of the lead storage battery, and a third step of calculating the remaining capacity of the lead-acid battery, a.
この構成によれば、電圧取得ステップでは、鉛蓄電池の端子電圧から鉛蓄電池の開回路電圧が取得される。充放電容量算出ステップでは、鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて鉛蓄電池の充放電容量が算出される。残存容量算出ステップの第1ステップでは、電圧取得ステップにより取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧が取得される。また、残存容量算出ステップの第2ステップでは、電圧取得ステップによる複数の鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時において充放電容量算出ステップにより算出された鉛蓄電池の充放電容量が取得される。また、残存容量算出ステップの第3ステップでは、取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。 According to this configuration, in the voltage acquisition step, the open circuit voltage of the lead storage battery is acquired from the terminal voltage of the lead storage battery. In the charge / discharge capacity calculation step, the charge / discharge capacity of the lead storage battery is calculated using the charge current and the discharge current flowing through the lead storage battery. In the first step of the remaining capacity calculation step, the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries acquired in the voltage acquisition step are acquired. In the second step of the remaining capacity calculation step, the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the charge / discharge capacity calculation step at the time of acquiring each of the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries by the voltage acquisition step is acquired. Further, in the third step of the remaining capacity calculating step, the acquired open circuit voltage of the plurality of lead storage batteries, the acquired charge / discharge capacity of the lead storage battery, and the preset maximum voltage value of the open circuit voltage of the lead storage battery And the remaining capacity of the lead storage battery is calculated using the minimum voltage value.
このように、この構成では、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。 Thus, in this configuration, without determining the remaining capacity of the lead storage battery directly from the open circuit voltage of the lead storage battery, the open circuit voltage of the lead storage battery, the charge / discharge capacity of the lead storage battery, and the open circuit voltage of the lead storage battery are determined in advance. The remaining capacity of the lead storage battery is calculated using the set maximum voltage value and minimum voltage value. Therefore, the remaining capacity of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
本発明によれば、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出されるため、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。 According to the present invention, without determining the remaining capacity of the lead storage battery directly from the open circuit voltage of the lead storage battery, the open circuit voltage of the lead storage battery, the charge / discharge capacity of the lead storage battery, and the open circuit voltage of the lead storage battery are preset. Since the remaining capacity of the lead storage battery is calculated using the maximum voltage value and the minimum voltage value, the remaining capacity of the lead storage battery can be suitably calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態が説明される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and description is abbreviate | omitted suitably.
図1は本発明の一実施形態の車両1の主要な構成を概略的に示すブロック図である。図
2は、鉛蓄電池の直流内部抵抗(以下、「DCIR」と称される)と残存容量との関係を概略的に表す図である。図3は、鉛蓄電池の種々の劣化率における充電状態(以下、「SOC」と称される)とDCIRとの関係を概略的に表す図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the main configuration of a vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically representing the relationship between the direct current internal resistance (hereinafter referred to as “DCIR”) of the lead-acid battery and the remaining capacity. FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the state of charge (hereinafter referred to as “SOC”) and DCIR at various deterioration rates of the lead storage battery.
車両1は、エンジンを主たる動力源とする。車両1は、鉛蓄電池2、エンジン3、スタータモータ4、負荷回路5,6、オルタネータ7、イグニションスイッチ8、電子制御ユニット(ECU)9、本発明の一実施形態のバッテリ制御部10を備える。鉛蓄電池2は、車両1のバッテリとして機能する。鉛蓄電池2の公称電圧は、この実施形態では12[V]である。鉛蓄電池2から出力される電力は、車両1のエンジン3を始動するスタータモータ4の駆動、負荷回路5,6の電源に使用される。オルタネータ7は、イグニションスイッチ8を介して鉛蓄電池2に接続され、エンジン3によって駆動される発電機である。オルタネータ7の発電量が車両の負荷回路5,6の電気負荷を超えるときは、オルタネータ7により発電された電力によって鉛蓄電池2が充電される。 The vehicle 1 uses an engine as a main power source. The vehicle 1 includes a lead storage battery 2, an engine 3, a starter motor 4, load circuits 5 and 6, an alternator 7, an ignition switch 8, an electronic control unit (ECU) 9, and a battery control unit 10 according to an embodiment of the present invention. The lead storage battery 2 functions as a battery for the vehicle 1. The nominal voltage of the lead storage battery 2 is 12 [V] in this embodiment. The electric power output from the lead storage battery 2 is used to drive the starter motor 4 that starts the engine 3 of the vehicle 1 and to supply power to the load circuits 5 and 6. The alternator 7 is a generator that is connected to the lead storage battery 2 via the ignition switch 8 and driven by the engine 3. When the power generation amount of the alternator 7 exceeds the electric load of the load circuits 5 and 6 of the vehicle, the lead storage battery 2 is charged with the power generated by the alternator 7.
イグニションスイッチ8のキー操作位置がOFF位置では、鉛蓄電池2と負荷回路5,6、オルタネータ7との間は遮断され、かつ、エンジン3は停止している。イグニションスイッチ8のキー操作位置がACC位置では、鉛蓄電池2からオーディオ等の負荷回路5に電力が供給され、かつ、エンジン3は停止している。イグニションスイッチ8のキー操作位置がON位置では、鉛蓄電池2から負荷回路5及びエアコン等の負荷回路6に電力が供給され、かつ、エンジン3は動作している。イグニションスイッチ8のキー操作位置がSTART位置では、鉛蓄電池2から電力が供給されたスタータモータ4によりエンジン3が始動される。 When the key operation position of the ignition switch 8 is in the OFF position, the lead-acid battery 2 is disconnected from the load circuits 5 and 6 and the alternator 7, and the engine 3 is stopped. When the key operation position of the ignition switch 8 is the ACC position, electric power is supplied from the lead storage battery 2 to the load circuit 5 such as audio, and the engine 3 is stopped. When the key operation position of the ignition switch 8 is ON, power is supplied from the lead storage battery 2 to the load circuit 5 and the load circuit 6 such as an air conditioner, and the engine 3 is operating. When the key operation position of the ignition switch 8 is the START position, the engine 3 is started by the starter motor 4 to which electric power is supplied from the lead storage battery 2.
ECU9は、例えば、所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)、所定の制御プログラムが保存されたROM(Read Only Memory)、データを一時的に保存するRAM(Random Access Memory)、これらの周辺回路等を備える。ECU9は、車両1の全体の動作を制御する。 The ECU 9 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes predetermined arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, these Peripheral circuits are provided. The ECU 9 controls the overall operation of the vehicle 1.
バッテリ制御部10は、例えば、所定の演算処理を実行するCPU、所定の制御プログラムが保存されたROM、データを一時的に保存するRAM、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部10は、ECU9と互いに通信可能に構成されている。バッテリ制御部10は、例えばフラッシュメモリなどで構成された記憶部101、電圧検出部102、電流検出部103を備える。バッテリ制御部10は、ROMに保存された制御プログラムを実行することにより、計時部104、第1演算部105、第1取得部106、満充電判定部107、第2演算部108、第2取得部109、第3演算部110、第4演算部111、第5演算部112として機能する。 The battery control unit 10 includes, for example, a CPU that executes predetermined arithmetic processing, a ROM that stores a predetermined control program, a RAM that temporarily stores data, and peripheral circuits thereof. The battery control unit 10 is configured to be able to communicate with the ECU 9. The battery control unit 10 includes a storage unit 101, a voltage detection unit 102, and a current detection unit 103 configured by, for example, a flash memory. The battery control unit 10 executes a control program stored in the ROM to thereby measure the time unit 104, the first calculation unit 105, the first acquisition unit 106, the full charge determination unit 107, the second calculation unit 108, and the second acquisition. Functions as a unit 109, a third calculation unit 110, a fourth calculation unit 111, and a fifth calculation unit 112.
記憶部101は、図2に示される、鉛蓄電池2のDCIRと残存容量Cpとの関係を保存している。図2に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図2に示されるように、鉛蓄電池2は、残存容量Cpが小さくなるほど、DCIRの値が高くなる特性を有する。ここで、電池の残存容量は、電池が満充電されたときの容量を表す。電池が劣化すると、電池の残存容量は減少する。後述されるように、電池の残存容量は、SOCを算出する際に使用される。 The storage unit 101 stores the relationship between the DCIR of the lead storage battery 2 and the remaining capacity Cp shown in FIG. The relationship shown in FIG. 2 is obtained in advance, for example, experimentally. As shown in FIG. 2, the lead storage battery 2 has a characteristic that the DCIR value increases as the remaining capacity Cp decreases. Here, the remaining capacity of the battery represents the capacity when the battery is fully charged. As the battery degrades, the remaining capacity of the battery decreases. As will be described later, the remaining capacity of the battery is used when calculating the SOC.
また、記憶部101は、図3に示される、鉛蓄電池2の種々の劣化率におけるSOCとDCIRとの関係を保存している。図3に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図3において、曲線D1は、例えば劣化率5%を表し、曲線D2は、例えば劣化率25%を表し、曲線D3は、例えば劣化率50%を表し、曲線D4は、例えば劣化率75%を表す。図3に示されるように、鉛蓄電池2は、劣化率が高くなるほど、DCIR
の値が高くなる特性を有する。図3の抵抗値Lrは、鉛蓄電池2が寿命となる限界の抵抗値である。限界の抵抗値Lrは、例えば、新品の鉛蓄電池2のDCIRの2倍の値に設定される。図3に示される劣化率の曲線D1〜D4は、例えばルックアップテーブルとして記憶部101に保存されてもよい。代替的に、図3に示される劣化率の曲線D1〜D4は、例えば関数として記憶部101に保存されてもよい。
Moreover, the memory | storage part 101 preserve | saves the relationship between SOC and DCIR in the various deterioration rates of the lead storage battery 2 shown by FIG. The relationship shown in FIG. 3 is obtained in advance experimentally, for example. In FIG. 3, a curve D1 represents, for example, a degradation rate of 5%, a curve D2 represents, for example, a degradation rate of 25%, a curve D3 represents, for example, a degradation rate of 50%, and a curve D4 represents, for example, a degradation rate of 75%. Represent. As shown in FIG. 3, the lead acid battery 2 has a DCIR as the deterioration rate increases.
It has the characteristic that the value of becomes high. The resistance value Lr in FIG. 3 is a limit resistance value at which the lead storage battery 2 reaches the end of its life. For example, the limit resistance value Lr is set to a value twice the DCIR of a new lead-acid battery 2. The deterioration rate curves D1 to D4 shown in FIG. 3 may be stored in the storage unit 101 as a lookup table, for example. Alternatively, the deterioration rate curves D1 to D4 shown in FIG. 3 may be stored in the storage unit 101 as a function, for example.
電圧検出部102は、鉛蓄電池2の端子電圧を検出する。電流検出部103は、鉛蓄電池2に流れる電流を検出する。電流検出部103は、この実施形態では、充電電流を正の値とし、放電電流を負の値とする。計時部104は、経過時間をカウントするタイマーである。 The voltage detection unit 102 detects the terminal voltage of the lead storage battery 2. The current detection unit 103 detects a current flowing through the lead storage battery 2. In this embodiment, the current detection unit 103 sets the charging current to a positive value and the discharging current to a negative value. The timer 104 is a timer that counts elapsed time.
第1演算部105は、所定時間T1(例えばT1=1秒)毎に、電流検出部103により検出された電流を取得する。第1演算部105は、検出された電流が充電電流A1であれば、充電電気量+(A1×T1)を算出して積算し、放電電流A2であれば、放電電気量−(A2×T1)を算出して積算する。第1演算部105は、積算された充放電電気量に、予め定められた係数C1を乗算して、鉛蓄電池2の充放電容量を算出する。第1演算部105は、算出された鉛蓄電池2の充放電容量を記憶部101に保存する。なお、係数C1は、例えばC1=1でもよい。つまり、充放電電気量と充放電容量とは、等しい値として取り扱われてもよい。 The first calculation unit 105 acquires the current detected by the current detection unit 103 every predetermined time T1 (for example, T1 = 1 second). If the detected current is the charging current A1, the first calculation unit 105 calculates and integrates the charge electricity amount + (A1 × T1). ) Is calculated and integrated. The first computing unit 105 calculates the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 by multiplying the accumulated charge / discharge electricity amount by a predetermined coefficient C1. The first calculation unit 105 stores the calculated charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 in the storage unit 101. The coefficient C1 may be C1 = 1, for example. That is, the charge / discharge electricity amount and the charge / discharge capacity may be handled as equal values.
第1取得部106は、エンジン3が停止しているときの電圧検出部102の検出電圧に基づき、鉛蓄電池2の開回路電圧(以下、「OCV」と称される)を取得する。第1取得部106は、電流検出部103の検出電流が所定値A3(例えばA3=100mA)以下のときに、エンジン3が停止していると判定する。第1取得部106は、所定時間T2(例えばT2=1時間)毎に、電圧検出部102の検出電圧V1を取得し、検出電圧V1の変化率が所定値V2/T2(例えばV2=0.02V)[V/時間]以下であれば、検出電圧V1をOCVとして取得する。 The first acquisition unit 106 acquires the open circuit voltage (hereinafter referred to as “OCV”) of the lead storage battery 2 based on the detection voltage of the voltage detection unit 102 when the engine 3 is stopped. The first acquisition unit 106 determines that the engine 3 is stopped when the detected current of the current detection unit 103 is a predetermined value A3 (for example, A3 = 100 mA) or less. The first acquisition unit 106 acquires the detection voltage V1 of the voltage detection unit 102 every predetermined time T2 (for example, T2 = 1 hour), and the rate of change of the detection voltage V1 is a predetermined value V2 / T2 (for example, V2 = 0. 02V) If it is [V / hour] or less, the detection voltage V1 is acquired as OCV.
ここで、電流検出部103の検出電流が所定値A3以下とは、鉛蓄電池2に流れている電流が暗電流であることを表す。暗電流とは、車両1のエンジン3が停止している際に流れる、車両1の保全に最低限必要な電流(例えば各種メモリーへの電源供給など)や、鉛蓄電池2の発電要素や鉛蓄電池2を組み込んだ回路および配線が生来的に有する自己放電による電流、さらにはECU9がエラーモードを発信しない程度の微小な短絡電流などを含む。したがって、車両1の仕様及び鉛蓄電池2の仕様などに基づき、予め暗電流の電流値を推定することができる。または、車両1に鉛蓄電池2を組み込んだ状態で、車両1のエンジン3の停止時における暗電流の電流値を計測してもよい。このようにして得られた暗電流の電流値(推定値または計測値)、または得られた電流値にマージンを加えた電流値が、所定値A3として設定されている。 Here, the detection current of the current detection unit 103 being equal to or less than the predetermined value A3 indicates that the current flowing in the lead storage battery 2 is a dark current. The dark current is a current necessary for maintenance of the vehicle 1 that flows when the engine 3 of the vehicle 1 is stopped (for example, power supply to various memories), a power generation element of the lead storage battery 2, or a lead storage battery. 2 includes a current due to a self-discharge inherent in a circuit and wiring incorporating 2 and a short-circuit current that is so small that the ECU 9 does not transmit an error mode. Therefore, the current value of the dark current can be estimated in advance based on the specifications of the vehicle 1 and the specifications of the lead storage battery 2. Alternatively, the current value of the dark current when the engine 3 of the vehicle 1 is stopped may be measured in a state where the lead storage battery 2 is incorporated in the vehicle 1. The current value (estimated value or measured value) of the dark current obtained in this way, or the current value obtained by adding a margin to the obtained current value is set as the predetermined value A3.
満充電判定部107は、鉛蓄電池2の充電中において、電圧検出部102の検出電圧が所定値V3(例えばV3=14.5V)以上かつ電流検出部103の検出電流が所定値A4(例えばA4=0.8A)以下の状態が、所定時間T3(例えばT3=60秒)継続すると、鉛蓄電池2が満充電状態であると判定する。満充電判定部107は、満充電状態であると判定した時点の鉛蓄電池2の充放電容量を第1演算部105から取得する。満充電判定部107は、取得した満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量を記憶部101に保存する。 When the lead storage battery 2 is being charged, the full charge determination unit 107 has a detection voltage of the voltage detection unit 102 equal to or higher than a predetermined value V3 (for example, V3 = 14.5V) and a detection current of the current detection unit 103 has a predetermined value A4 (for example, A4). = 0.8 A) If the following state continues for a predetermined time T3 (for example, T3 = 60 seconds), it is determined that the lead storage battery 2 is in a fully charged state. The full charge determination unit 107 acquires the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 from the first calculation unit 105 when it is determined that the battery is fully charged. The full charge determination unit 107 stores the acquired charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 in the fully charged state in the storage unit 101.
なお、第1演算部105は、鉛蓄電池2の充放電容量を相対値として算出するが、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが得られた後は、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfを基準値として、鉛蓄電池2の充放電容量を算出する。 The first calculation unit 105 calculates the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 as a relative value, but after the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is obtained, the lead in the fully charged state The charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 is calculated using the charge / discharge capacity Cf of the storage battery 2 as a reference value.
また、満充電判定部107は、鉛蓄電池2が満充電状態であると判定した後で、再び鉛蓄電池2が満充電状態であると判定した場合には、その時点の鉛蓄電池2の充放電容量を第1演算部105から再び取得して、記憶部101に保存されている満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量を更新すればよい。 In addition, when the full charge determination unit 107 determines that the lead storage battery 2 is in a fully charged state after determining that the lead storage battery 2 is in a fully charged state, the charge / discharge of the lead storage battery 2 at that time is determined. What is necessary is just to acquire a capacity | capacitance again from the 1st calculating part 105, and to update the charging / discharging capacity | capacitance of the lead storage battery 2 in the full charge state preserve | saved at the memory | storage part 101.
図4、図5は、鉛蓄電池2のOCVと容量との関係を概略的に表す図である。図4、図5を用いて、第2演算部108の機能が説明される。 4 and 5 are diagrams schematically showing the relationship between the OCV and the capacity of the lead storage battery 2. The function of the 2nd calculating part 108 is demonstrated using FIG. 4, FIG.
記憶部101は、さらに、図4に示される、鉛蓄電池2のOCVとして予め設定された最大電圧値Vmax(例えばVmax=12.8V)及び最小電圧値Vmin(例えばVmin=11.8V)を保存している。 The storage unit 101 further stores a maximum voltage value Vmax (for example, Vmax = 12.8V) and a minimum voltage value Vmin (for example, Vmin = 11.8V) preset as the OCV of the lead storage battery 2 shown in FIG. doing.
第2演算部108は、第1取得部106が鉛蓄電池2のOCVを取得した時点の、記憶部101に保存されている鉛蓄電池2の充放電容量を取得する。図4は、鉛蓄電池2のOCVを縦軸とし、鉛蓄電池2の容量を横軸とするグラフを示している。第2演算部108は、図4に示されるグラフ上に、取得された鉛蓄電池2のOCV及び充放電容量からなるデータをプロットする。第2演算部108は、第1取得部106が鉛蓄電池2のOCVを取得する度に、上記データをプロットする。 The 2nd calculating part 108 acquires the charging / discharging capacity | capacitance of the lead storage battery 2 preserve | saved at the memory | storage part 101 at the time of the 1st acquisition part 106 acquiring OCV of the lead storage battery 2. FIG. FIG. 4 shows a graph with the OCV of the lead storage battery 2 as the vertical axis and the capacity of the lead storage battery 2 as the horizontal axis. The 2nd calculating part 108 plots the data which consist of OCV and charging / discharging capacity | capacitance of the acquired lead storage battery 2 on the graph shown by FIG. The 2nd calculating part 108 plots the said data, whenever the 1st acquisition part 106 acquires OCV of the lead storage battery 2. FIG.
第2演算部108は、プロットされたデータ数が所定数N1(例えばN1=4)以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅W(例えばW=残存容量の5%)以上になると、プロットされたデータを例えば最小二乗法により直線で近似し、近似直線L1を算出する。図4に示されるように、第2演算部108は、近似直線L1と最大電圧値Vmaxとの交点P1の座標を算出し、近似直線L1と最小電圧値Vminとの交点P2の座標を算出する。第2演算部108は、交点P1から交点P2までの容量幅を真正の残存容量Ctとして算出する。 When the number of plotted data is equal to or greater than a predetermined number N1 (for example, N1 = 4) and the capacity width of the plotted data is equal to or greater than a predetermined width W (for example, W = 5% of the remaining capacity), The approximated data L is approximated with a straight line by, for example, the least square method, and an approximate straight line L1 is calculated. As shown in FIG. 4, the second calculation unit 108 calculates the coordinates of the intersection point P1 between the approximate line L1 and the maximum voltage value Vmax, and calculates the coordinates of the intersection point P2 between the approximate line L1 and the minimum voltage value Vmin. . The second calculation unit 108 calculates the capacity width from the intersection point P1 to the intersection point P2 as a genuine remaining capacity Ct.
また、第2演算部108は、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが記憶部101に保存されていれば、これを記憶部101から取得する。第2演算部108は、図5に示されるように、最大電圧値Vmaxとの交点P1に代えて、満充電状態での充放電容量Cfを近似直線L2の左端とする。すなわち、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが記憶部101に保存されている場合には、第2演算部108は、充放電容量Cfから交点P2までの容量幅を真正の残存容量Ctとして算出する。 Moreover, if the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is stored in the storage unit 101, the second calculation unit 108 acquires this from the storage unit 101. As shown in FIG. 5, the second calculation unit 108 sets the charge / discharge capacity Cf in the fully charged state as the left end of the approximate line L2 instead of the intersection P1 with the maximum voltage value Vmax. That is, when the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is stored in the storage unit 101, the second calculation unit 108 sets the capacity width from the charge / discharge capacity Cf to the intersection P2 as a genuine remaining. Calculated as the capacitance Ct.
なお、プロットされたデータ数が所定数N1以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅W以上になるまでの期間の上限値は、この期間に、鉛蓄電池2が劣化しないような値に設定することが必要である。すなわち、上記期間中は、例えば図3において、鉛蓄電池2が同一の劣化率曲線上に位置していることが必要である。上記期間の上限値は、例えば2週間から1箇月程度に設定すればよい。 The upper limit of the period until the number of plotted data is equal to or greater than the predetermined number N1 and the capacity width of the plotted data is equal to or greater than the predetermined width W is set to a value such that the lead storage battery 2 does not deteriorate during this period. It is necessary to. That is, during the above period, for example, in FIG. 3, it is necessary that the lead storage battery 2 is located on the same deterioration rate curve. What is necessary is just to set the upper limit of the said period to about one week from two weeks, for example.
また、図4、図5では、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfを基準値とし、この基準値からの低下量として、鉛蓄電池2の充放電容量を考えている。そこで、図4、図5では、横軸にとる容量を左向きとしている。 4 and 5, the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in a fully charged state is used as a reference value, and the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 is considered as the amount of decrease from this reference value. Therefore, in FIGS. 4 and 5, the capacity taken on the horizontal axis is leftward.
図1に戻って、第2取得部109は、電流検出部103により検出された放電電流が所定値A5(例えばA5=100A)以上のときに、その放電中に電圧検出部102の検出電圧Vd及び電流検出部103の検出電流Idを所定時間T4(例えばT4=1msec)毎に所定回数N2(例えばN2=8)取得する。第2取得部109は、取得された検出電圧Vdi(i=1〜8)及び検出電流Idi(i=1〜8)から、傾きVdi/Idi
(i=1〜8)を算出し、この8点を例えば最小二乗法により直線で近似する。第2取得部109は、この直線で近似された値を鉛蓄電池2のDCIRとして取得する。
Returning to FIG. 1, when the discharge current detected by the current detection unit 103 is equal to or greater than a predetermined value A5 (for example, A5 = 100 A), the second acquisition unit 109 detects the detected voltage Vd of the voltage detection unit 102 during the discharge. The detection current Id of the current detection unit 103 is acquired a predetermined number of times N2 (for example, N2 = 8) every predetermined time T4 (for example, T4 = 1 msec). The second acquisition unit 109 calculates the gradient Vdi / Idi from the acquired detection voltage Vdi (i = 1 to 8) and the detection current Idi (i = 1 to 8).
(I = 1 to 8) is calculated, and these 8 points are approximated by a straight line by, for example, the least square method. The second acquisition unit 109 acquires a value approximated by this straight line as the DCIR of the lead storage battery 2.
第2取得部109は、電流検出部103により検出された放電電流が所定値A5(例えばA5=100A)以上になる度に、DCIRを取得する。車両1のエンジン3が始動されると、鉛蓄電池2の放電電流は100A以上になる。このため、第2取得部109は、エンジン3の始動毎にDCIRを取得する。 The second acquisition unit 109 acquires DCIR every time the discharge current detected by the current detection unit 103 becomes equal to or greater than a predetermined value A5 (for example, A5 = 100 A). When the engine 3 of the vehicle 1 is started, the discharge current of the lead storage battery 2 becomes 100 A or more. For this reason, the second acquisition unit 109 acquires DCIR every time the engine 3 is started.
第3演算部110は、第2演算部108により真正の残存容量Ctが算出されている場合には、第1演算部105により算出された充放電容量を第2演算部108により算出された真正の残存容量Ctで除算した商を、鉛蓄電池2のSOCとして算出する。第3演算部110は、第2取得部109によるDCIRの取得毎に(言い換えるとエンジン3の始動毎に)、鉛蓄電池2のSOCを算出する。 When the true remaining capacity Ct is calculated by the second calculating unit 108, the third calculating unit 110 calculates the charge / discharge capacity calculated by the first calculating unit 105 by using the true calculating capacity calculated by the second calculating unit 108. The quotient divided by the remaining capacity Ct is calculated as the SOC of the lead storage battery 2. The third calculation unit 110 calculates the SOC of the lead storage battery 2 every time DCIR is acquired by the second acquisition unit 109 (in other words, every time the engine 3 is started).
第4演算部111は、車両1に搭載されている鉛蓄電池2が交換されたときに、第2取得部109により最初に取得された鉛蓄電池2のDCIRと、記憶部101に保存されている図2に示される関係とに基づき、鉛蓄電池2の残存容量を暫定の残存容量Cpとして算出する。なお、第4演算部111は、鉛蓄電池2の交換後、第2取得部109により連続して複数回(例えば4回)取得された鉛蓄電池2のDCIRを平均し、この平均値のDCIRと図2に示される関係とに基づき、再び鉛蓄電池2の暫定の残存容量Cpを算出し、暫定の残存容量Cpを更新してもよい。第4演算部111は、算出された暫定の残存容量Cpを記憶部101に保存する。 The fourth calculation unit 111 is stored in the storage unit 101 and the DCIR of the lead storage battery 2 first acquired by the second acquisition unit 109 when the lead storage battery 2 mounted on the vehicle 1 is replaced. Based on the relationship shown in FIG. 2, the remaining capacity of the lead storage battery 2 is calculated as a provisional remaining capacity Cp. In addition, the 4th calculating part 111 averages DCIR of the lead storage battery 2 acquired several times (for example, 4 times) continuously by the 2nd acquisition part 109 after replacement | exchange of the lead storage battery 2, and DCIR of this average value and Based on the relationship shown in FIG. 2, the provisional remaining capacity Cp of the lead storage battery 2 may be calculated again, and the provisional remaining capacity Cp may be updated. The fourth calculation unit 111 stores the calculated provisional remaining capacity Cp in the storage unit 101.
第3演算部110は、第2演算部108により真正の残存容量Ctが算出されていない場合には、第4演算部111により算出された暫定の残存容量Cpを使用して、鉛蓄電池2のSOCを算出する。すなわち、第3演算部110は、第1演算部105により算出された充放電容量を第4演算部111により算出された暫定の残存容量Cpで除算した商を、鉛蓄電池2のSOCとして算出する。 When the true remaining capacity Ct is not calculated by the second calculating unit 108, the third calculating unit 110 uses the provisional remaining capacity Cp calculated by the fourth calculating unit 111 to Calculate the SOC. That is, the third calculation unit 110 calculates the quotient obtained by dividing the charge / discharge capacity calculated by the first calculation unit 105 by the provisional remaining capacity Cp calculated by the fourth calculation unit 111 as the SOC of the lead storage battery 2. .
第5演算部112は、第2取得部109によるDCIRの取得毎に(言い換えるとエンジン3の始動毎に)、第3演算部110により算出された鉛蓄電池2のSOCと、DCIRと、記憶部101に保存されている図3に示される関係とに基づき、鉛蓄電池2の劣化率を算出する。第5演算部112により算出された鉛蓄電池2の劣化率が例えば75%以上になると、ECU9は、電池交換の準備を促すメッセージを音声発生又は文字表示により使用者に報知してもよい。本実施形態において、記憶部101が、第1記憶部、第2記憶部、第3記憶部の一例に相当し、交点P1が第1交点の一例に相当し、交点P2が第2交点の一例に相当する。 The fifth calculation unit 112 is configured to calculate the SOC, DCIR, and storage unit of the lead storage battery 2 calculated by the third calculation unit 110 every time DCIR is acquired by the second acquisition unit 109 (in other words, every time the engine 3 is started). The deterioration rate of the lead storage battery 2 is calculated based on the relationship shown in FIG. When the deterioration rate of the lead storage battery 2 calculated by the fifth calculation unit 112 is, for example, 75% or more, the ECU 9 may notify the user of a message prompting preparation for battery replacement by sound generation or text display. In the present embodiment, the storage unit 101 corresponds to an example of a first storage unit, a second storage unit, and a third storage unit, the intersection point P1 corresponds to an example of a first intersection point, and the intersection point P2 corresponds to an example of a second intersection point. It corresponds to.
図6は、放電電流が所定値A5以上のときに実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第2取得部109は、電流検出部103により検出された放電電流が所定値A5以上であるか否かを判別する(ステップS1)。放電電流が所定値A5未満であれば(ステップS1でNO)、このフローは終了する。 FIG. 6 is a flowchart schematically showing an operation executed when the discharge current is equal to or greater than a predetermined value A5. First, the second acquisition unit 109 determines whether or not the discharge current detected by the current detection unit 103 is equal to or greater than a predetermined value A5 (step S1). If the discharge current is less than predetermined value A5 (NO in step S1), this flow ends.
放電電流が所定値A5以上であれば(ステップS1でYES)、第2取得部109は、電圧検出部102の検出電圧及び電流検出部103の検出電流を時間T4毎にN2回取得する(ステップS2)。次いで、第2取得部109は、鉛蓄電池2のDCIRを取得する(ステップS3)。 If the discharge current is equal to or greater than the predetermined value A5 (YES in step S1), the second acquisition unit 109 acquires the detection voltage of the voltage detection unit 102 and the detection current of the current detection unit 103 N2 times every time T4 (step) S2). Next, the second acquisition unit 109 acquires the DCIR of the lead storage battery 2 (step S3).
続いて、バッテリ制御部10は、鉛蓄電池2が交換されたか否かを判別する(ステップS4)。例えば、バッテリ制御部10のROMに保存されたプログラムの電源リセット時
のイニシャル処理において、交換判別用フラグをオンにしておけばよい。そして、ステップS4では、バッテリ制御部10は、交換判別用フラグがオンであれば、鉛蓄電池2が交換されたと判別すればよい。
Subsequently, the battery control unit 10 determines whether or not the lead storage battery 2 has been replaced (step S4). For example, in the initial process at the time of resetting the power of the program stored in the ROM of the battery control unit 10, the replacement determination flag may be turned on. In step S4, the battery control unit 10 may determine that the lead storage battery 2 has been replaced if the replacement determination flag is on.
鉛蓄電池2が交換されていないと判別されると(ステップS4でNO)、処理はステップS7に進む。一方、鉛蓄電池2が交換されたと判別されると(ステップS4でYES)、バッテリ制御部10は、記憶部101に保存されている交換前の鉛蓄電池2に関するデータを消去する(ステップS5)。続いて、第4演算部111は、鉛蓄電池2の暫定の残存容量を算出する(ステップS6)。 If it is determined that lead storage battery 2 has not been replaced (NO in step S4), the process proceeds to step S7. On the other hand, when it is determined that the lead storage battery 2 has been replaced (YES in step S4), the battery control unit 10 erases the data related to the lead storage battery 2 before replacement stored in the storage unit 101 (step S5). Subsequently, the fourth calculation unit 111 calculates a provisional remaining capacity of the lead storage battery 2 (step S6).
続くステップS7では、第3演算部110は、鉛蓄電池2のSOCを算出する。このとき、上述のように、第3演算部110は、第2演算部108により真正の残存容量Ctが算出されている場合には、SOCの算出に真正の残存容量Ctを使用し、第2演算部108により真正の残存容量Ctが算出されていない場合には、SOCの算出に第4演算部111により算出された暫定の残存容量Cpを使用する。続いて、第5演算部112は、鉛蓄電池2の劣化率を算出する(ステップS8)。 In subsequent step S <b> 7, the third calculation unit 110 calculates the SOC of the lead storage battery 2. At this time, as described above, when the true remaining capacity Ct is calculated by the second calculating part 108, the third calculating part 110 uses the true remaining capacity Ct for calculating the SOC, When the true remaining capacity Ct is not calculated by the calculation unit 108, the provisional remaining capacity Cp calculated by the fourth calculation unit 111 is used for calculating the SOC. Subsequently, the fifth arithmetic unit 112 calculates the deterioration rate of the lead storage battery 2 (step S8).
図7は、所定時間T5(例えばT5=10msec)毎に実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第1演算部105は、電流検出部103により検出される、鉛蓄電池2に流れる電流Itを取得する(ステップS21)。続いて、第1演算部105は、充放電電気量Q=It×T5を算出する(ステップS22)。次いで、第1演算部105は、算出された充放電電気量Q=It×T5を積算して、鉛蓄電池2の充放電容量を算出し、算出され充放電容量を記憶部101に保存する(ステップS23)。 FIG. 7 is a flowchart schematically showing an operation executed every predetermined time T5 (for example, T5 = 10 msec). First, the 1st calculating part 105 acquires the electric current It which flows into the lead acid battery 2 detected by the electric current detection part 103 (step S21). Then, the 1st calculating part 105 calculates charge / discharge electricity amount Q = It * T5 (step S22). Next, the first calculation unit 105 calculates the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 by integrating the calculated charge / discharge electricity amount Q = It × T5, and stores the calculated charge / discharge capacity in the storage unit 101 ( Step S23).
次に、満充電判定部107は、鉛蓄電池2の充電中であるか否かを判別する(ステップS24)。鉛蓄電池2の充電中でなければ(ステップS24でNO)、このフローを終了する。一方、鉛蓄電池2の充電中であれば(ステップS24でYES)、電圧検出部102により検出される鉛蓄電池2の端子電圧、電流検出部103により検出される鉛蓄電池2の充電電流を取得する(ステップS25)。 Next, the full charge determination unit 107 determines whether or not the lead storage battery 2 is being charged (step S24). If the lead storage battery 2 is not being charged (NO in step S24), this flow ends. On the other hand, if the lead storage battery 2 is being charged (YES in step S24), the terminal voltage of the lead storage battery 2 detected by the voltage detection unit 102 and the charging current of the lead storage battery 2 detected by the current detection unit 103 are acquired. (Step S25).
次いで、満充電判定部107は、電圧V3以上かつ電流A4以下の状態が時間T3継続したか否かを判別し(ステップS26)、継続していなければ(ステップS26でNO)、このフローを終了する。一方、ステップS26において、電圧V3以上かつ電流A4以下の状態が時間T3継続していれば(ステップS26でYES)、満充電判定部107は、鉛蓄電池2が満充電状態であると判定する(ステップS27)。次いで、満充電判定部107は、満充電状態の充放電容量を記憶部101に保存する(ステップS28)。 Next, the full charge determination unit 107 determines whether or not the state of the voltage V3 or more and the current A4 or less continues for the time T3 (step S26). If not (NO in step S26), the flow ends. To do. On the other hand, if the state of voltage V3 or more and current A4 or less continues for time T3 in step S26 (YES in step S26), full charge determination unit 107 determines that lead storage battery 2 is fully charged ( Step S27). Next, the full charge determination unit 107 stores the fully charged charge / discharge capacity in the storage unit 101 (step S28).
図8は、第1取得部106によるOCV取得動作及び第2演算部108による真正の残存容量の算出動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第1取得部106は、電流検出部103により検出された電流が所定値A3以下であるか否かを判別する(ステップS41)。検出された電流が所定値A3を超えていれば(ステップS41でNO)、このフローを終了する。 FIG. 8 is a flowchart schematically showing an OCV acquisition operation by the first acquisition unit 106 and a true remaining capacity calculation operation by the second calculation unit 108. First, the first acquisition unit 106 determines whether or not the current detected by the current detection unit 103 is equal to or less than a predetermined value A3 (step S41). If the detected current exceeds predetermined value A3 (NO in step S41), this flow is terminated.
一方、検出された電流が所定値A3以下であれば(ステップS41でYES)、第1取得部106は、時間T2毎に、電圧検出部102により検出された電圧を取得し(ステップS42)、検出された電圧の変化率がV2/T2以下であるか否かを判別する(ステップS43)。検出された電圧の変化率がV2/T2を超えていれば(ステップS43でNO)、第1取得部106は、このフローを終了する。一方、検出された電圧の変化率がV2/T2以下であれば(ステップS43でYES)、第1取得部106は、検出された電圧をOCVとして取得する(ステップS44)。 On the other hand, if the detected current is equal to or less than the predetermined value A3 (YES in step S41), the first acquisition unit 106 acquires the voltage detected by the voltage detection unit 102 every time T2 (step S42), It is determined whether or not the detected voltage change rate is V2 / T2 or less (step S43). If the change rate of the detected voltage exceeds V2 / T2 (NO in step S43), the first acquisition unit 106 ends this flow. On the other hand, if the change rate of the detected voltage is equal to or less than V2 / T2 (YES in step S43), the first acquisition unit 106 acquires the detected voltage as an OCV (step S44).
次に、第2演算部108は、第1取得部106により取得された鉛蓄電池2のOCVと、記憶部101に保存されている現在の鉛蓄電池2の充放電容量とを、図4に示されるグラフ上にプロットする(ステップS45)。続いて、第2演算部108は、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが記憶部101に保存されているか否かを判別する(ステップS46)。 Next, the second calculation unit 108 shows the OCV of the lead storage battery 2 acquired by the first acquisition unit 106 and the current charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 stored in the storage unit 101 in FIG. Plot on the graph (step S45). Subsequently, the second calculation unit 108 determines whether or not the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is stored in the storage unit 101 (step S46).
満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが記憶部101に保存されていなければ(ステップS46でNO)、処理はステップS48に進む。一方、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfが記憶部101に保存されていれば(ステップS46でYES)、第2演算部108は、満充電状態での鉛蓄電池2の充放電容量Cfを取得する(ステップS47)。 If the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is not stored in the storage unit 101 (NO in step S46), the process proceeds to step S48. On the other hand, if the charge / discharge capacity Cf of the lead storage battery 2 in the fully charged state is stored in the storage unit 101 (YES in step S46), the second calculation unit 108 charges / discharges the lead storage battery 2 in the fully charged state. The capacity Cf is acquired (step S47).
続いて、第2演算部108は、プロットされたデータ数がN1以上かつプロットされたデータの容量幅がW以上か否かを判別する(ステップS48)。第2演算部108は、ステップS48がNOであれば、このフローを終了する一方、ステップS48がYESであれば、上述された手順で、真正の残存容量Ctを算出する(ステップS49)。 Subsequently, the second calculation unit 108 determines whether or not the number of plotted data is N1 or more and the capacity width of the plotted data is W or more (step S48). If step S48 is NO, the second calculation unit 108 ends this flow. If step S48 is YES, the second calculation unit 108 calculates the genuine remaining capacity Ct by the above-described procedure (step S49).
以上説明されたように、この実施形態では、第2演算部108により、鉛蓄電池2のOCVと、鉛蓄電池2の充放電容量とが、図4に示されるグラフ上にプロットされ、このプロットされたデータの近似直線L1と最大電圧値Vmaxとの交点P1及び近似直線L1と最小電圧値Vminとの交点P2から、残存容量Ctが算出されている。 As described above, in this embodiment, the second arithmetic unit 108 plots the OCV of the lead storage battery 2 and the charge / discharge capacity of the lead storage battery 2 on the graph shown in FIG. The remaining capacity Ct is calculated from the intersection point P1 between the approximate line L1 and the maximum voltage value Vmax and the intersection point P2 between the approximate line L1 and the minimum voltage value Vmin.
ここで、プロットされたデータの近似直線L1の傾斜角度が、鉛蓄電池2の公称容量によって異なるものとなる。したがって、この実施形態によれば、鉛蓄電池2の公称容量に関係なく、鉛蓄電池2の残存容量Ctを精度良く算出することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池2のSOC及び劣化率を精度良く算出することができる。 Here, the inclination angle of the approximated straight line L1 of the plotted data varies depending on the nominal capacity of the lead storage battery 2. Therefore, according to this embodiment, the remaining capacity Ct of the lead storage battery 2 can be accurately calculated regardless of the nominal capacity of the lead storage battery 2. As a result, according to this embodiment, the SOC and the deterioration rate of the lead storage battery 2 can be accurately calculated.
また、この実施形態では、満充電判定部107により鉛蓄電池2が満充電状態であると判定されると、鉛蓄電池2の満充電状態での充放電容量Cfが取得され、最大電圧値Vmaxに代えて、満充電状態での充放電容量Cfが近似直線L2の左端とされている。したがって、この実施形態によれば、充放電容量の基準値の精度を向上することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池2の残存容量Ctを、より高い精度で算出することができる。 In this embodiment, when the full charge determination unit 107 determines that the lead storage battery 2 is in a fully charged state, the charge / discharge capacity Cf in the fully charged state of the lead storage battery 2 is acquired, and the maximum voltage value Vmax is obtained. Instead, the charge / discharge capacity Cf in the fully charged state is the left end of the approximate straight line L2. Therefore, according to this embodiment, the accuracy of the reference value of the charge / discharge capacity can be improved. As a result, according to this embodiment, the remaining capacity Ct of the lead storage battery 2 can be calculated with higher accuracy.
また、この実施形態では、第4演算部111により、鉛蓄電池2のDCIRと、図2に示される関係とに基づき、鉛蓄電池2の暫定の残存容量Cpが算出され、真正の残存容量Ctが算出されていない場合には、暫定の残存容量Cpを使用して、鉛蓄電池2のSOCが、第3演算部110により算出される。したがって、この実施形態によれば、真正の残存容量Ctが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池2のSOC及び劣化率を算出することができる。 Further, in this embodiment, the fourth arithmetic unit 111 calculates the temporary remaining capacity Cp of the lead storage battery 2 based on the DCIR of the lead storage battery 2 and the relationship shown in FIG. If not calculated, the SOC of the lead storage battery 2 is calculated by the third calculation unit 110 using the provisional remaining capacity Cp. Therefore, according to this embodiment, even when the genuine remaining capacity Ct is not calculated, the SOC and the deterioration rate of the lead storage battery 2 can be calculated reliably.
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態が説明される。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.
(1)上記実施形態では、車両1は、ECU9とは別に、バッテリ制御部10を備えている。代替的に、車両1は、バッテリ制御部10を備えずに、ECU9が、バッテリ制御部10の各機能を実現するように構成してもよい。 (1) In the above embodiment, the vehicle 1 includes the battery control unit 10 separately from the ECU 9. Alternatively, the vehicle 1 may be configured so that the ECU 9 realizes each function of the battery control unit 10 without including the battery control unit 10.
(2)上記実施形態では、車両1は、エンジンを主たる動力源としており、鉛蓄電池2
は、エンジンを始動するために使用されている。代替的に、車両1は、モータを動力源とする、例えば電動カート又はフォークリフトなどの電動車両であってもよい。この電動車両では、鉛蓄電池2は、モータの電源として使用される。この電動車両では、モータの始動時に流れる放電電流は、エンジンを主たる動力源とする車両のエンジン始動時に流れる放電電流より小さい。このため、所定値A5は、例えばA5=10Aなど、上記実施形態より小さい、電動車両に適切な値に設定すればよい。
(2) In the above embodiment, the vehicle 1 uses the engine as the main power source, and the lead storage battery 2
Is used to start the engine. Alternatively, the vehicle 1 may be an electric vehicle such as an electric cart or a forklift that uses a motor as a power source. In this electric vehicle, the lead storage battery 2 is used as a power source for the motor. In this electric vehicle, the discharge current that flows when the motor starts is smaller than the discharge current that flows when the engine of the vehicle that uses the engine as a main power source. For this reason, the predetermined value A5 may be set to a value appropriate for an electric vehicle, such as A5 = 10A, which is smaller than the above embodiment.
また、車両1が、モータを動力源とする電動車両である実施形態では、バッテリ制御部10は、さらに、第2演算部108により算出される鉛蓄電池2の真正の残存容量Ctの低下率を算出してもよい。また、バッテリ制御部10は、適正に充電されている場合の鉛蓄電池2の残存容量の基準低下率を保持しておき、算出された残存容量Ctの低下率が基準低下率より低い場合には、鉛蓄電池2のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。代替的に、バッテリ制御部10は、第5演算部112により算出される劣化率が例えば50%になると、鉛蓄電池2のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。 Further, in the embodiment in which the vehicle 1 is an electric vehicle that uses a motor as a power source, the battery control unit 10 further calculates a reduction rate of the genuine remaining capacity Ct of the lead storage battery 2 calculated by the second calculation unit 108. It may be calculated. Further, the battery control unit 10 holds the reference decrease rate of the remaining capacity of the lead storage battery 2 when properly charged, and when the calculated decrease rate of the remaining capacity Ct is lower than the reference decrease rate. The refresh charge of the lead storage battery 2 may be started. Alternatively, the battery control unit 10 may start refresh charging of the lead storage battery 2 when the deterioration rate calculated by the fifth calculation unit 112 becomes 50%, for example.
リフレッシュ充電は、鉛蓄電池2のサルフェーションを解消するためのものである。リフレッシュ充電は、例えば国際公開第2010/137334号または国際公開第2013/073175号に開示されている。リフレッシュ充電により、鉛蓄電池2の残存容量Ctが回復した場合には、バッテリ制御部10は、サルフェーションが解消されたものと判断して、鉛蓄電池2の使用を継続すればよい。一方、リフレッシュ充電を行っても鉛蓄電池2の残存容量Ctが回復しない場合には、バッテリ制御部10は、鉛蓄電池2が異常である又は劣化が進んでいると判断して、鉛蓄電池2の交換を促すようにしてもよい。 The refresh charge is for eliminating the sulfation of the lead storage battery 2. Refresh charging is disclosed, for example, in International Publication No. 2010/137334 or International Publication No. 2013/073175. When the remaining capacity Ct of the lead storage battery 2 is recovered by refresh charging, the battery control unit 10 may determine that the sulfation has been eliminated and continue using the lead storage battery 2. On the other hand, if the remaining capacity Ct of the lead storage battery 2 does not recover even after refresh charging, the battery control unit 10 determines that the lead storage battery 2 is abnormal or has deteriorated, and the lead storage battery 2 Exchange may be prompted.
(3)上記実施形態では、第2演算部108は、予め設定された、鉛蓄電池2のOCVの最小電圧値Vminを初期値(上記実施形態では例えばVmin=11.8V)から変更せずに使用しているが、代替的に、初期値から変更して使用してもよい。第2演算部108は、例えば、プロットされたデータの近似直線L1(図4参照)の傾斜角度に応じた値に最小電圧値Vminの初期値を変更して使用してもよい。 (3) In the above embodiment, the second arithmetic unit 108 does not change the preset minimum OCV voltage value Vmin of the lead storage battery 2 from the initial value (eg, Vmin = 11.8 V in the above embodiment). Although it is used, it may alternatively be used by changing from the initial value. For example, the second calculation unit 108 may change the initial value of the minimum voltage value Vmin to a value corresponding to the inclination angle of the approximate straight line L1 (see FIG. 4) of the plotted data.
(4)上記実施形態において、バッテリ制御部10は、さらに、プロットされたデータの近似直線L1(図4参照)の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池2の種類を判定するようにしてもよい。具体的には、図1のバッテリ制御部10は、図9に示される電池判定部113をさらに備え、この電池判定部113が近似直線L1の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池2の種類を判定する。図9は、本発明の別実施形態の車両の主要な構成を概略的に示すブロック図であり、電池判定部113以外は図1と共通するため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。 (4) In the above embodiment, the battery control unit 10 may further determine the type of the lead storage battery 2 based on the inclination angle of the approximate straight line L1 (see FIG. 4) of the plotted data. Specifically, the battery control unit 10 of FIG. 1 further includes a battery determination unit 113 shown in FIG. 9, and the battery determination unit 113 determines the type of the lead storage battery 2 based on the inclination angle of the approximate straight line L1. . FIG. 9 is a block diagram schematically showing the main configuration of a vehicle according to another embodiment of the present invention. Since the components other than the battery determination unit 113 are the same as those in FIG. Omitted.
この実施形態では、鉛蓄電池の異なる種類(例えば極板の枚数またはセパレータの材質など)毎に、鉛蓄電池の劣化率曲線D1〜D4(図3参照)の組合せを、記憶部101に保存しておいてもよい。そして、バッテリ制御部10は、鉛蓄電池2の種類に対応する劣化率曲線を用いて、鉛蓄電池2の劣化率を判定するようにしてもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池2の種類に関係なく、鉛蓄電池2の劣化率の判定精度を向上することができる。 In this embodiment, combinations of the deterioration rate curves D1 to D4 (see FIG. 3) of the lead storage battery are stored in the storage unit 101 for each different type of lead storage battery (for example, the number of electrode plates or the material of the separator). It may be left. Then, the battery control unit 10 may determine the deterioration rate of the lead storage battery 2 using a deterioration rate curve corresponding to the type of the lead storage battery 2. According to this embodiment, the determination accuracy of the deterioration rate of the lead storage battery 2 can be improved regardless of the type of the lead storage battery 2.
また、この実施形態では、満充電判定部107は、鉛蓄電池2の種類に基づき、満充電判定の閾値を変更してもよい。すなわち、上記実施形態では、満充電判定部107は、鉛蓄電池2の充電中において、電圧検出部102の検出電圧が所定値V3(例えばV3=14.5V)以上かつ電流検出部103の検出電流が所定値A4(例えばA4=0.8A)以下の状態が、所定時間T3(例えばT3=60秒)継続すると、鉛蓄電池2が満充電状態であると判定している。これに対して、この実施形態では、満充電判定部107は、鉛
蓄電池2の種類に基づき、所定値V3,A4、所定時間T3を変更してもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池2の種類に関係なく、満充電状態の判定精度を向上することができる。
In this embodiment, the full charge determination unit 107 may change the threshold for full charge determination based on the type of the lead storage battery 2. That is, in the above-described embodiment, the full charge determination unit 107 determines that the detection voltage of the voltage detection unit 102 is equal to or higher than a predetermined value V3 (for example, V3 = 14.5V) and the detection current of the current detection unit 103 during charging of the lead storage battery 2. Is a predetermined value A4 (for example, A4 = 0.8 A) or less, when the predetermined time T3 (for example, T3 = 60 seconds) continues, it is determined that the lead storage battery 2 is in a fully charged state. On the other hand, in this embodiment, the full charge determination unit 107 may change the predetermined values V3 and A4 and the predetermined time T3 based on the type of the lead storage battery 2. According to this embodiment, irrespective of the type of the lead storage battery 2, the determination accuracy of the fully charged state can be improved.
(5)上記実施形態では、第4演算部111は、鉛蓄電池2のDCIRと、記憶部101に保存されている図2に示される関係とに基づき、鉛蓄電池2の残存容量を暫定の残存容量Cpとして算出しているが、本発明は、これに限られない。代替的に、第4演算部111は、鉛蓄電池2の交流内部抵抗(ACIR)を用いて、鉛蓄電池2の暫定の残存容量Cpを算出してもよい。 (5) In the above embodiment, the fourth arithmetic unit 111 determines the remaining capacity of the lead storage battery 2 as a temporary remaining based on the DCIR of the lead storage battery 2 and the relationship shown in FIG. Although calculated as the capacitance Cp, the present invention is not limited to this. Alternatively, the fourth calculation unit 111 may calculate the provisional remaining capacity Cp of the lead storage battery 2 using the AC internal resistance (ACIR) of the lead storage battery 2.
この実施形態では、記憶部101は、図2に示される鉛蓄電池2のDCIRと残存容量Cpとの関係に代えて、鉛蓄電池2のACIRと残存容量Cpとの関係を保存しておけばよい。また、第2取得部109は、鉛蓄電池2のDCIRに代えて、鉛蓄電池2のACIRを取得すればよい。そして、第4演算部111は、第2取得部109により取得された鉛蓄電池2のACIRと、記憶部101に保存されている鉛蓄電池2のACIRと残存容量Cpとの関係とに基づき、鉛蓄電池2の残存容量を暫定の残存容量Cpとして算出すればよい。この実施形態でも、上記実施形態と同様に、真正の残存容量Ctが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池2のSOC及び劣化率を算出することができる。 In this embodiment, the storage unit 101 may store the relationship between the ACIR of the lead storage battery 2 and the remaining capacity Cp instead of the relationship between the DCIR of the lead storage battery 2 and the remaining capacity Cp shown in FIG. . The second acquisition unit 109 may acquire the ACIR of the lead storage battery 2 instead of the DCIR of the lead storage battery 2. And the 4th calculating part 111 is lead based on the ACIR of the lead storage battery 2 acquired by the 2nd acquisition part 109, and the relationship between ACIR of the lead storage battery 2 preserve | saved at the memory | storage part 101, and the remaining capacity Cp. What is necessary is just to calculate the remaining capacity of the storage battery 2 as provisional remaining capacity Cp. Also in this embodiment, as in the above-described embodiment, the SOC and the deterioration rate of the lead storage battery 2 can be reliably calculated even when the true remaining capacity Ct is not calculated.
(6)上記実施形態の(4)では、図9に示されるバッテリ制御部10の電池判定部113は、プロットされたデータの近似直線L1(図4参照)の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池2の種類を判定するようにした。本実施形態の電池判定部113では、特に、制御弁式(VRLA)電池と、液式電池の種類を判定する。 (6) In (4) of the above embodiment, the battery determination unit 113 of the battery control unit 10 shown in FIG. 9 is based on the inclination angle of the approximated straight line L1 (see FIG. 4) of the plotted data. Judgment of type was made. In particular, the battery determination unit 113 of the present embodiment determines the type of control valve type (VRLA) battery and liquid type battery.
補機用の鉛蓄電池では、電池の交換時に適正な電池以外を据え付けられる可能性があり、誤って取り付けられると、電池寿命等の信頼性が低下する可能性がある。また、ハイブリッド車向けの補機用電池には、制御弁式電池が一般に採用されている。この制御弁式電池は、車室内搭載を前提とした密閉型構造で、電解液の減少が液式電池より少ない。仮に電池交換時に誤って電解液の減少が多い補水タイプの液式電池が搭載されると、車室内では容易に補水できないので、寿命特性が劣化し、信頼性が損なわれる可能性がある。 In lead-acid batteries for auxiliary machines, there is a possibility that a battery other than an appropriate battery may be installed at the time of battery replacement. If it is installed incorrectly, reliability such as battery life may be reduced. In addition, a control valve type battery is generally used as an auxiliary battery for a hybrid vehicle. This control valve type battery has a sealed structure on the premise that it is mounted in the vehicle interior, and the amount of electrolyte is reduced less than that of the liquid type battery. If a water replenishment type liquid battery, in which the amount of electrolyte is reduced by mistake when replacing the battery, is not easily replenished in the passenger compartment, life characteristics may be deteriorated and reliability may be impaired.
図4に示すような容量とOCVの変化量の関係は電池固有の値である。そこで、発明者たちは、電池の種類によってどのような関係があるか実験を行った。その結果、図10のような関係を得た。図10は、各電池における容量に対するOCVの変化量の関係を示す図である。図10において、横軸で示される文字列Fは制御弁式電池であり、その他の文字列A〜Eは液式電池である。図10に示される縦軸の容量とOCVの変化量の関係は、図4におけるプロットされたデータの近似直線L1の傾斜角度に相当する。 The relationship between the capacity and the amount of change in OCV as shown in FIG. 4 is a battery-specific value. Therefore, the inventors conducted an experiment on what kind of relationship there is depending on the type of battery. As a result, the relationship as shown in FIG. 10 was obtained. FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship of the amount of change in OCV with respect to the capacity of each battery. In FIG. 10, the character string F indicated by the horizontal axis is a control valve type battery, and the other character strings A to E are liquid type batteries. The relationship between the capacity of the vertical axis and the amount of change in OCV shown in FIG. 10 corresponds to the inclination angle of the approximate line L1 of the plotted data in FIG.
図10に示されるように、制御弁式電池は、各液式電池よりも、容量に対するOCVの変化量が大きいことが分かった。これは、制御弁式電池では、液式電池に比べて電解液量が少ないので、放電電気量に対する電解液比重の変動が大きい。すなわち、容量変化に対するOCVの変化量が大きくなるものと考えられる。そこで、バッテリ制御部10の電池判定部113は、図4に示されるプロットされたデータの近似直線L1(図4参照)の傾斜角度に基づいて、換言すると容量変化に対するOCVの変化量に基づいて、搭載された電池が制御弁式電池か液式電池かを判定する。例えば、電池判定部113は、近似直線L1の傾斜角度が、換言すると、容量変化に対するOCVの変化量が所定の閾値Th(例えば図10では閾値Th=−0.025)以下の電池を制御弁式電池と判定し、所定の閾値Thより大きい電池を液式電池と判定する。判定の手法は均等の範囲内で変更してもよく、例えば絶対値を用いて判定してもよい。以上のような電池の種類の判定によって、適性の電池の搭載が可能となるため、電池交換後の車両使用時の信頼性が向上する。なお、判
定結果を図示しない報知手段でユーザに報知するのが望ましい。
As shown in FIG. 10, it was found that the control valve type battery has a larger amount of change in OCV with respect to the capacity than each liquid type battery. This is because the control valve type battery has a smaller amount of electrolytic solution than the liquid type battery, and therefore the fluctuation of the specific gravity of the electrolytic solution relative to the amount of discharge electricity is large. That is, it is considered that the amount of change in OCV with respect to the change in capacity increases. Therefore, the battery determination unit 113 of the battery control unit 10 is based on the inclination angle of the approximated straight line L1 (see FIG. 4) of the plotted data shown in FIG. 4, in other words, based on the change amount of the OCV with respect to the capacity change. Whether the mounted battery is a control valve type battery or a liquid type battery is determined. For example, the battery determination unit 113 controls the battery in which the inclination angle of the approximate straight line L1 is, in other words, the amount of change in the OCV with respect to the capacity change not more than a predetermined threshold Th (for example, the threshold Th = −0.025 in FIG. 10). It is determined that the battery is a battery, and a battery that is larger than a predetermined threshold Th is determined as a liquid battery. The determination method may be changed within an equal range, and may be determined using, for example, an absolute value. By determining the type of battery as described above, it is possible to mount an appropriate battery, so that the reliability when the vehicle is used after battery replacement is improved. In addition, it is desirable to notify the user of the determination result by notifying means (not shown).
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法は、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる装置、車両及び方法として有用である。 The lead storage battery state determination device, vehicle, and lead storage battery state determination method according to the present invention are useful as an apparatus, vehicle, and method that can suitably calculate the remaining capacity of the lead storage battery regardless of the nominal capacity of the lead storage battery. It is.
1 車両
2 鉛蓄電池
3 エンジン
10 バッテリ制御部
101 記憶部
102 電圧検出部
103 電流検出部
105 第1演算部
106 第1取得部
107 満充電判定部
108 第2演算部
109 第2取得部
110 第3演算部
111 第4演算部
112 第5演算部
113 電池判定部
Cf 満充電状態での充放電容量
Cp 暫定の残存容量
Ct 真正の残存容量
L1,L2 近似直線
P1,P2 交点
Vmax 最大電圧値
Vmin 最小電圧値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Lead acid battery 3 Engine 10 Battery control part 101 Memory | storage part 102 Voltage detection part 103 Current detection part 105 1st calculation part 106 1st acquisition part 107 Full charge determination part 108 2nd calculation part 109 2nd acquisition part 110 3rd Calculation unit 111 Fourth calculation unit 112 Fifth calculation unit 113 Battery determination unit Cf Charge / discharge capacity in fully charged state Cp Temporary remaining capacity Ct True remaining capacity L1, L2 Approximate straight line P1, P2 Intersection Vmax Maximum voltage value Vmin Minimum Voltage value
Claims (10)
前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第1取得部と、
前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第1演算部と、
前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第1記憶部と、
前記第1取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第1取得部による前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第2演算部と、
を備えることを特徴とする鉛蓄電池の状態判定装置。 A voltage detector for detecting the terminal voltage of the lead acid battery;
A current detection unit for detecting a charging current and a discharging current flowing in the lead storage battery;
A first acquisition unit configured to acquire an open circuit voltage of the lead storage battery from the terminal voltage detected by the voltage detection unit;
A first calculation unit configured to calculate a charge / discharge capacity of the lead storage battery using a charge current and a discharge current detected by the current detection unit;
A first storage unit for storing a preset maximum voltage value and a minimum voltage value of the open circuit voltage of the lead storage battery;
The charge / discharge capacity of the lead storage battery at the time of acquiring each of the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries acquired by the first acquisition unit and the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries by the first acquisition unit A second computing unit configured to calculate a remaining capacity of the lead storage battery using the maximum voltage value and the minimum voltage value;
A state determination device for a lead-acid battery, comprising:
前記鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、前記鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータをそれぞれプロットするとともに、前記最大電圧値の直線及び前記最小電圧値の直線をプロットし、
プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線を算出し、
前記近似直線と前記最大電圧値の直線との第1交点と、前記近似直線と前記最小電圧値の直線との第2交点とを算出し、
前記第1交点から前記第2交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたことを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池の状態判定装置。 The second calculation unit includes:
On the graph where the open circuit voltage of the lead storage battery is one axis of the vertical axis and the horizontal axis, and the capacity of the lead storage battery is the other axis of the vertical axis and the horizontal axis, the open circuit voltage of the lead storage battery and the lead Plotting the data consisting of the charge / discharge capacity of the lead storage battery at the time of obtaining the open circuit voltage of the storage battery, respectively, and plotting the straight line of the maximum voltage value and the straight line of the minimum voltage value,
When the number of plotted data is greater than or equal to the predetermined number and the capacity width of the plotted data is greater than or equal to the predetermined width, an approximate straight line that approximates the plotted data with a straight line is calculated,
Calculating a first intersection of the approximate line and the straight line of the maximum voltage value and a second intersection of the approximate line and the straight line of the minimum voltage value;
2. The state determination apparatus for a lead storage battery according to claim 1, wherein a capacity width from the first intersection to the second intersection is calculated as the remaining capacity of the lead storage battery.
前記第2演算部は、
前記鉛蓄電池が満充電状態であると前記満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量を取得し、かつ、
前記第1交点に代えて取得された前記満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量から、前記第2交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたことを特徴とする請求項2記載の鉛蓄電池の状態判定装置。 Based on the terminal voltage detected by the voltage detector during charging and the charging current detected by the current detector, it is configured to determine whether or not the lead storage battery is in a fully charged state. Further equipped with a full charge determination unit,
The second calculation unit includes:
When the full charge determination unit determines that the lead storage battery is fully charged, obtains the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the determined full charge state, and
The capacity range from the charge / discharge capacity of the lead storage battery in the fully charged state acquired instead of the first intersection to the second intersection is calculated as the remaining capacity of the lead storage battery. The state determination apparatus for a lead storage battery according to claim 2.
前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第2取得部と、
前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第3演算部と、
前記第2取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第2記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を暫定の残存容量として算出するよ
うに構成された第4演算部と、
をさらに備え、
前記第3演算部は、
前記第2演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、前記第1演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第2演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出し、かつ、
前記第2演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、前記第1演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第4演算部により算出された前記暫定の残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。 A second storage unit storing a relationship between a direct current internal resistance and a remaining capacity in the lead storage battery;
When the discharge current detected by the current detection unit is equal to or greater than a predetermined value, the lead storage battery based on the terminal voltage detected by the voltage detection unit during the discharge and the discharge current detected by the current detection unit A second acquisition unit configured to acquire the DC internal resistance of
A third calculation unit configured to calculate a state of charge of the lead storage battery;
The remaining capacity of the lead storage battery is calculated as a temporary remaining capacity from the direct current internal resistance of the lead storage battery acquired by the second acquisition unit and the relationship stored in the second storage unit. A fourth arithmetic unit;
Further comprising
The third calculation unit includes:
When the remaining capacity of the lead storage battery is calculated by the second calculation unit, the lead storage battery calculated by the second calculation unit is the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit. The quotient divided by the remaining capacity is calculated as the state of charge of the lead storage battery, and
When the remaining capacity of the lead storage battery is not calculated by the second calculation unit, the temporary charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the first calculation unit is calculated by the fourth calculation unit. The state determination device for a lead storage battery according to any one of claims 1 to 3, wherein a quotient divided by a remaining capacity is calculated as a state of charge of the lead storage battery.
前記第2取得部により取得された前記直流内部抵抗と、前記第3演算部により算出された前記鉛蓄電池の充電状態と、前記第3記憶部に保存された前記関係とに基づき、前記鉛蓄電池の劣化率を算出するように構成された第5演算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項4または5記載の鉛蓄電池の状態判定装置。 A third storage unit storing a relationship between a direct current internal resistance and a charge state at a plurality of deterioration rates of the lead storage battery;
Based on the DC internal resistance acquired by the second acquisition unit, the state of charge of the lead storage battery calculated by the third calculation unit, and the relationship stored in the third storage unit, the lead storage battery A fifth arithmetic unit configured to calculate a deterioration rate of
The state determination apparatus for a lead storage battery according to claim 4 or 5, further comprising:
前記電池判定部は、前記近似直線の傾きに応じて電池の種類を判定することを特徴とする請求項2に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。 A battery determination unit for determining the type of the lead storage battery;
The state determination apparatus for a lead storage battery according to claim 2, wherein the battery determination unit determines the type of the battery according to the inclination of the approximate line.
前記鉛蓄電池と、
動力源としてのエンジンと、
を備え、
前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用されることを特徴とする車両。 The state determination device for a lead storage battery according to any one of claims 1 to 8,
The lead acid battery;
An engine as a power source,
With
The lead acid battery is used as a power source for starting the engine.
前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて前記鉛蓄電池の充放電容量を算出する充放電容量算出ステップと、
前記鉛蓄電池の残存容量を算出する残存容量算出ステップと、
を含み、
前記残存容量算出ステップは、
前記電圧取得ステップにより取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する第1ステップと、
前記電圧取得ステップによる前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時において前記充放電容量算出ステップにより算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を取得する第2ステップと、
取得された前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する第3ステップと、
を含むことを特徴とする鉛蓄電池の状態判定方法。
A voltage acquisition step of acquiring an open circuit voltage of the lead storage battery from a terminal voltage of the lead storage battery;
A charge / discharge capacity calculation step of calculating a charge / discharge capacity of the lead storage battery using a charge current and a discharge current flowing in the lead storage battery;
A remaining capacity calculating step for calculating a remaining capacity of the lead acid battery;
Including
The remaining capacity calculating step includes:
A first step of acquiring open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries acquired by the voltage acquisition step;
A second step of acquiring the charge / discharge capacity of the lead storage battery calculated by the charge / discharge capacity calculation step at the time of acquiring each of the open circuit voltages of the plurality of lead storage batteries by the voltage acquisition step;
Using the acquired open circuit voltage of the plurality of lead storage batteries, the obtained charge / discharge capacity of the lead storage battery, and the preset maximum voltage value and minimum voltage value of the open circuit voltage of the lead storage battery A third step of calculating the remaining capacity of the lead acid battery;
A method for determining a state of a lead-acid battery, comprising:
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