JP2016031876A - Battery cooling state determination device, electric vehicle and battery cooling state determination method - Google Patents

Battery cooling state determination device, electric vehicle and battery cooling state determination method Download PDF

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純一 山田
田邊 圭樹
Yoshiki Tanabe
圭樹 田邊
近藤 暢宏
Nobuhiro Kondo
暢宏 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a battery internal state estimation device capable of highly accurately and simply determining whether a battery is properly cooled while suppressing an operation load from increasing; and the like.SOLUTION: When it has been determined that an abnormality occurs in a battery (11) (S4 is No), it is determined whether the abnormality has been caused due to a failure of a cooling device (30) by adjusting a cooling amount in a cooling device (30) cooling the battery (S6) and comparing an actual temperature distribution Sexp3 inside the battery which is detected after the battery has been cooled at an adjusted cooling amount for a predetermined time with an actual temperature distribution Sexp2 that has been detected before cooling amount adjustment.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明はバッテリ冷却状態判定装置、電動車両、及びバッテリ冷却状態判定方法に関する。   The present invention relates to a battery cooling state determination device, an electric vehicle, and a battery cooling state determination method.

従来からの走行用動力源としてエンジンを搭載したエンジン車両の効率を改善するために、エンジンに加えて走行用動力源としてモータを搭載したハイブリッド電気自動車、或いはエンジンに代えてモータを搭載した電気自動車等(以下、電動車両と総称する場合もある)が実用化されている。   In order to improve the efficiency of an engine vehicle equipped with an engine as a conventional driving power source, a hybrid electric vehicle equipped with a motor as a driving power source in addition to the engine, or an electric vehicle equipped with a motor instead of the engine Etc. (hereinafter may be collectively referred to as electric vehicles).

このような電動車両ではモータの電源として例えば二次電池からなるバッテリを搭載している。例えば、200〜300V程度のニッケル水素電池やリチウムイオン電池等のバッテリの場合、数百の1〜4V程度のセルからなるバッテリパックとして車両に搭載される。このようなバッテリパックは、化学反応により放電や充電が行なわれ、この化学反応が発熱を伴うため、水や空気により冷却する必要がある。このようなバッテリパックにおいて適正な動作状態を維持するために、バッテリパック内の温度分布を検出し、当該温度分布により冷媒を制御する技術が提案されている(特許文献1参照)。   In such an electric vehicle, a battery made of, for example, a secondary battery is mounted as a motor power source. For example, in the case of a battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery of about 200 to 300 V, it is mounted on the vehicle as a battery pack made up of several hundred cells of about 1 to 4 V. Such a battery pack is discharged or charged by a chemical reaction, and this chemical reaction is accompanied by heat generation. Therefore, it is necessary to cool the battery pack with water or air. In order to maintain an appropriate operating state in such a battery pack, a technique for detecting a temperature distribution in the battery pack and controlling the refrigerant based on the temperature distribution has been proposed (see Patent Document 1).

特願平9−272380号公報Japanese Patent Application No. 9-272380 国際公開第2011/118080号International Publication No. 2011/118080

しかしながら、バッテリパック内の温度分布を検出するのみでは、冷却ファンの故障やダクトなどへの異物混入等による冷媒循環異常など、冷却装置側に起因する温度分布の異常か、若しくは、セルの劣化やセル故障など、バッテリ側に起因する温度分布の異常か判断することは難しい。   However, if only the temperature distribution in the battery pack is detected, abnormal temperature distribution caused by the cooling device, such as cooling fan failure or refrigerant circulation abnormality due to foreign matter mixing into ducts, etc., or cell deterioration or It is difficult to determine whether the temperature distribution is abnormal due to the battery side, such as a cell failure.

そこで、バッテリの状態を監視するためのリファレンスとして、バッテリの主要な構成要素を抵抗やインダクタンス等の各パラメータに置き換えた電気的な等価回路を生成し、この等価回路に基づき適正な温度分布を推定することが考えられる(特許文献2参照)。   Therefore, as a reference for monitoring the battery status, an electrical equivalent circuit is created by replacing the main components of the battery with parameters such as resistance and inductance, and an appropriate temperature distribution is estimated based on this equivalent circuit. (See Patent Document 2).

しかしながら、等価回路の抵抗やインダクタンスはバッテリのSOC(State Of Charge)のみならず、バッテリを構成する各セルの温度によっても変化する。さらに、バッテリパック内で多数のセルは水や空気により冷却されているが、構造上、全てのセルが均等に冷却されることはなく、必ずバッテリパック毎に温度格差が生じる。特許文献2では等価回路に、実測値との比較結果に基づき等価回路の各パラメータを逐次合わせ込む形でセル温度を反映させているが、バッテリパック内に固有に発生するセル温度のばらつきは反映させていないため、結果としてバッテリの内部状態に則した適切な内部温度分布のリファレンス値を算出することは難しい。   However, the resistance and inductance of the equivalent circuit change not only with the SOC (State Of Charge) of the battery but also with the temperature of each cell constituting the battery. Further, many cells in the battery pack are cooled by water or air, but due to the structure, all the cells are not evenly cooled, and there is always a temperature difference between the battery packs. In Patent Document 2, the cell temperature is reflected in the equivalent circuit by sequentially matching each parameter of the equivalent circuit based on the comparison result with the actual measurement value, but the variation in the cell temperature inherently generated in the battery pack is reflected. As a result, it is difficult to calculate a reference value of an appropriate internal temperature distribution according to the internal state of the battery.

また、前述のように、バッテリパック内には多数のセルが搭載されており、全てのセルに対応して等価回路を生成すると、それらの等価回路での演算処理のために演算負荷が増大し、高度な演算能力や大容量のメモリが必要になってしまうという課題がある。   In addition, as described above, a large number of cells are mounted in the battery pack, and if equivalent circuits are generated corresponding to all the cells, the calculation load increases due to calculation processing in those equivalent circuits. However, there is a problem that a high computing capacity and a large-capacity memory are required.

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、演算負荷の増大を抑制した上で、バッテリが適切に冷却されているか否かを高精度かつ簡便に判定することのできるバッテリ冷却状態判定装置等を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to highly accurately and easily determine whether or not the battery is appropriately cooled while suppressing an increase in calculation load. It is in providing the battery cooling state determination apparatus etc. which can be determined to this.

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

(1)本適用例に係るバッテリ冷却状態判定装置は、バッテリを構成する複数のセルから表現される温度分布を、前記セルの数よりも少ない等価回路により表現する等価回路モデルを予め保有する等価回路モデル保有手段と、バッテリを冷却する冷却手段と、所定期間使用された前記バッテリが正常に劣化した場合のバッテリ内部の温度分布を、前記等価回路モデルに基づき推定するバッテリ温度分布推定手段と、複数の前記セルの温度を検出し、前記所定期間使用された前記バッテリ内部の温度分布を検出するバッテリ温度分布検出手段と、前記バッテリ温度分布推定手段により推定される温度分布と、前記バッテリ温度分布検出手段により検出される温度分布とを比較し、前記所定期間経過後の前記バッテリの劣化状態から前記バッテリの異常を判定するバッテリ異常判定手段と、前記バッテリ異常判定手段により前記バッテリに異常があると判定された場合に、前記冷却手段による冷却量を調整し、調整した冷却量で所定時間冷却した後に前記バッテリ温度分布検出手段により検出された前記バッテリ内部の温度分布と、冷却量調整前に前記バッテリ温度分布検出手段により検出された前記バッテリ内部の温度分布とを比較することにより、前記冷却手段の異常であるか否かを判定する冷却異常判定手段と、を含む。   (1) The battery cooling state determination device according to this application example has an equivalent circuit model that preliminarily holds an equivalent circuit model that expresses a temperature distribution expressed by a plurality of cells constituting a battery by an equivalent circuit smaller than the number of cells. A circuit model holding means, a cooling means for cooling the battery, a battery temperature distribution estimating means for estimating a temperature distribution inside the battery when the battery used for a predetermined period of time is normally deteriorated based on the equivalent circuit model, Battery temperature distribution detecting means for detecting temperature of the plurality of cells and detecting temperature distribution inside the battery used for the predetermined period; temperature distribution estimated by the battery temperature distribution estimating means; and battery temperature distribution The temperature distribution detected by the detection means is compared, and the battery is determined from the deterioration state of the battery after the predetermined period has elapsed. When the battery abnormality determining means for determining abnormality and the battery abnormality determining means determine that the battery is abnormal, the cooling amount by the cooling means is adjusted, and after cooling for a predetermined time with the adjusted cooling amount, By comparing the temperature distribution inside the battery detected by the battery temperature distribution detection means with the temperature distribution inside the battery detected by the battery temperature distribution detection means before adjusting the cooling amount, the abnormality of the cooling means Cooling abnormality determining means for determining whether or not.

(2)また、本適用例に係る電動車両は、上記(1)のバッテリ冷却状態判定装置を含む。   (2) Moreover, the electric vehicle which concerns on this application example contains the battery cooling state determination apparatus of said (1).

(3)また、本適用例に係るバッテリ冷却状態判定方法は、バッテリを構成する複数のセルから表現される温度分布を、前記セルの数よりも少ない等価回路により表現する等価回路モデルを予め保有する第1ステップと、所定期間使用された前記バッテリが正常に劣化した場合のバッテリ内部の温度分布を、前記等価回路モデルに基づき推定する第2ステップと、複数の前記セルの温度を検出し、前記所定期間使用された前記バッテリ内部の温度分布を検出する第3ステップと、前記第2ステップにより推定される温度分布と、前記第3ステップにより検出される温度分布とを比較し、前記所定期間経過後の前記バッテリの劣化状態から前記バッテリの異常を判定する第4ステップと、前記第4ステップにより前記バッテリに異常があると判定された場合に、前記バッテリを冷却する冷却手段による冷却量を調整し、調整した冷却量で所定時間冷却した後に検出した前記バッテリ内部の温度分布と、冷却量調整前に検出された前記バッテリ内部の温度分布とを比較することにより、前記冷却手段の異常であるか否かを判定する第5ステップと、を含む。   (3) In addition, the battery cooling state determination method according to this application example has in advance an equivalent circuit model that expresses a temperature distribution expressed by a plurality of cells constituting the battery by an equivalent circuit smaller than the number of cells. A first step of estimating a temperature distribution inside the battery when the battery used for a predetermined period of time has deteriorated normally based on the equivalent circuit model, and detecting temperatures of the plurality of cells, The third step of detecting the temperature distribution inside the battery that has been used for the predetermined period, the temperature distribution estimated by the second step, and the temperature distribution detected by the third step are compared, and the predetermined period A fourth step of determining an abnormality of the battery from the deterioration state of the battery after the lapse of time, and a determination that the battery is abnormal by the fourth step. In this case, the amount of cooling by the cooling means for cooling the battery is adjusted, the temperature distribution inside the battery detected after cooling for the predetermined time with the adjusted amount of cooling, and the inside of the battery detected before adjusting the cooling amount And a fifth step of determining whether or not the cooling means is abnormal by comparing with the temperature distribution.

本発明によれば、演算負荷の増大を抑制した上で、バッテリが適切に冷却されているか否かを高精度かつ簡便に判定することができる。   According to the present invention, it is possible to easily and accurately determine whether or not the battery is appropriately cooled while suppressing an increase in calculation load.

実施形態のバッテリ冷却状態判定装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a hybrid truck on which a battery cooling state determination device of an embodiment is mounted. (a)バッテリの全セルの温度分布、及び(b)温度分布をモデル化した等価回路モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the equivalent circuit model which modeled (a) temperature distribution of all the cells of a battery, and (b) temperature distribution. 等価回路の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of an equivalent circuit. 本実施形態における車両ECUが実行するバッテリの冷却状態判定制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the cooling state determination control routine of the battery which vehicle ECU in this embodiment performs. 実測温度分布のシフトについての説明図(a)(b)である。It is explanatory drawing (a) about the shift of measured temperature distribution (b).

以下、本発明をバッテリ冷却状態判定装置、電動車両、及びバッテリ冷却状態判定方法に具体化した一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a battery cooling state determination device, an electric vehicle, and a battery cooling state determination method will be described.

図1は本実施形態のバッテリ冷却状態判定装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hybrid truck equipped with a battery cooling state determination device of the present embodiment.

ハイブリッド型トラック1は所謂パラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両1には走行用動力源としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)2、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ3が搭載されている。エンジン2の出力軸にはクラッチ4が連結され、クラッチ4にはモータ3の回転軸を介して自動変速機5の入力側が連結されている。自動変速機5の出力側にはプロペラシャフト6を介して差動装置7が連結され、差動装置7には駆動軸8を介して左右の駆動輪9が連結されている。   The hybrid truck 1 is configured as a so-called parallel hybrid vehicle, and may be referred to as a vehicle in the following description. A vehicle 1 is equipped with a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 2 as a driving power source and a motor 3 that can also operate as a generator such as a permanent magnet synchronous motor. A clutch 4 is connected to the output shaft of the engine 2, and an input side of the automatic transmission 5 is connected to the clutch 4 via a rotating shaft of the motor 3. A differential device 7 is connected to the output side of the automatic transmission 5 via a propeller shaft 6, and left and right drive wheels 9 are connected to the differential device 7 via a drive shaft 8.

自動変速機5は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進12速後退1速の変速段を有している。当然ながら、自動変速機5の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、2系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。   The automatic transmission 5 automates the connection / disconnection operation of the clutch 4 and the switching operation of the shift stage based on a general manual transmission. In this embodiment, the automatic transmission 5 has a shift stage of 12 forward speeds and 1 reverse speed. ing. Of course, the configuration of the automatic transmission 5 is not limited to this, and can be arbitrarily changed. For example, the automatic transmission 5 may be embodied as a manual transmission, or a so-called dual clutch type automatic transmission having two power transmission systems. It may be embodied as a transmission.

モータ3にはインバータ10を介してバッテリ11が接続されている。バッテリ11に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ3に供給され(力行制御)、モータ3が発生した駆動力は自動変速機5で変速された後に駆動輪9に伝達されて車両1を走行させる。また、例えば車両1の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪9側からの逆駆動によりモータ3が発電機として作動する(回生制御)。モータ3が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪9側に伝達されると共に、モータ3が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されてバッテリ11に充電される。   A battery 11 is connected to the motor 3 via an inverter 10. The DC power stored in the battery 11 is converted into AC power by the inverter 10 and supplied to the motor 3 (power running control), and the driving force generated by the motor 3 is transmitted to the drive wheels 9 after being shifted by the automatic transmission 5. The vehicle 1 is made to travel. For example, when the vehicle 1 decelerates or travels on a downhill road, the motor 3 operates as a generator by reverse driving from the drive wheel 9 side (regenerative control). The negative driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side as a braking force, and the AC power generated by the motor 3 is converted into DC power by the inverter 10 and charged to the battery 11.

このようなモータ3が発生する駆動力は上記クラッチ4の断接状態に関わらず駆動輪9側に伝達され、これに対してエンジン2が発生する駆動力はクラッチ4の接続時に限って駆動輪9側に伝達される。従って、クラッチ4の切断時には、上記のようにモータ3が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪9側に伝達されて車両1が走行する。また、クラッチ4の接続時には、エンジン2及びモータ3の駆動力が駆動輪9側に伝達されたり、或いはエンジン2の駆動力のみが駆動輪9側に伝達されたりして車両1が走行する。   The driving force generated by the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 regardless of the state of connection / disconnection of the clutch 4, and the driving force generated by the engine 2 is driven only when the clutch 4 is connected. 9 side. Therefore, when the clutch 4 is disengaged, the positive or negative driving force generated by the motor 3 as described above is transmitted to the driving wheel 9 side, and the vehicle 1 travels. When the clutch 4 is connected, the driving force of the engine 2 and the motor 3 is transmitted to the driving wheel 9 side, or only the driving force of the engine 2 is transmitted to the driving wheel 9 side, and the vehicle 1 travels.

車両ECU20は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ECU20には、アクセルペダル12の操作量θaccを検出するアクセルセンサ21、ブレーキペダル13の踏込操作を検出するブレーキスイッチ22、車両1の速度(車速)Vを検出する車速センサ23、エンジン2の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ24、及びモータ3の回転速度Nmを検出するモータ回転速度センサ25等の各種センサ・スイッチ類が接続されている。   The vehicle ECU 20 is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. For this purpose, the vehicle ECU 20 includes an accelerator sensor 21 for detecting the operation amount θacc of the accelerator pedal 12, a brake switch 22 for detecting the depression operation of the brake pedal 13, a vehicle speed sensor 23 for detecting the speed (vehicle speed) V of the vehicle 1, an engine. Various sensors and switches such as an engine rotational speed sensor 24 for detecting the rotational speed Ne of the motor 2 and a motor rotational speed sensor 25 for detecting the rotational speed Nm of the motor 3 are connected.

また、車両ECU20には、図示はしないがクラッチ4を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機5を変速操作するアクチュエータ等が接続されると共に、エンジン制御用のエンジンECU26、インバータ制御用のインバータECU27、及びバッテリ11を管理するバッテリECU28が接続されている。   Although not shown, the vehicle ECU 20 is connected to an actuator for connecting / disconnecting the clutch 4, an actuator for operating the automatic transmission 5, etc., and an engine ECU 26 for engine control and an inverter ECU 27 for inverter control. And a battery ECU 28 for managing the battery 11 are connected.

車両ECU20は、運転者によるアクセル操作量θacc等に基づき車両1を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ11のSOC等に基づき車両1の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン2の駆動力のみを用いるE/Gモード、モータ3の駆動力のみを用いるEVモード、及びエンジン2及びモータ3の駆動力を共に用いるHEVモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ECU20が選択するようになっている。   The vehicle ECU 20 calculates a required torque required to cause the vehicle 1 to travel based on the accelerator operation amount θacc by the driver, and selects the travel mode of the vehicle 1 based on the required torque, the SOC of the battery 11, and the like. In this embodiment, an E / G mode that uses only the driving force of the engine 2, an EV mode that uses only the driving force of the motor 3, and an HEV mode that uses both the driving force of the engine 2 and the motor 3 are set as the traveling mode. The vehicle ECU 20 selects one of the travel modes.

車両ECU20は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン2やモータ3が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばHEVモードでは要求トルクをエンジン2側及びモータ3側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン2及びモータ3のトルク指令値を算出する。また、E/Gモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン2へのトルク指令値に換算し、EVモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ3へのトルク指令値に換算する。   The vehicle ECU 20 converts the required torque into a torque command value that the engine 2 and the motor 3 should output based on the selected travel mode. For example, in the HEV mode, the required torque is distributed to the engine 2 side and the motor 3 side, and torque command values for the engine 2 and the motor 3 are calculated based on the gear position at that time. In the E / G mode, the required torque is converted into a torque command value for the engine 2 based on the gear position, and in the EV mode, the required torque is converted into a torque command value for the motor 3 based on the gear speed.

そして、車両ECU20は選択した走行モードを実行すべく、EVモードでは上記クラッチ4を切断し、E/Gモード及びHEVモードではクラッチ4を接続した上で、エンジンECU26及びインバータECU27にトルク指令値を適宜出力する。また、車両1の走行中において車両ECU20は、アクセル操作量θaccや車速V等に基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。   Then, the vehicle ECU 20 disconnects the clutch 4 in the EV mode and connects the clutch 4 in the E / G mode and HEV mode in order to execute the selected travel mode, and then sends a torque command value to the engine ECU 26 and the inverter ECU 27. Output as appropriate. While the vehicle 1 is traveling, the vehicle ECU 20 calculates a target shift stage from a shift map (not shown) based on the accelerator operation amount θacc, the vehicle speed V, and the like, and the actuator 4 connects and disconnects the clutch 4 to achieve this target shift stage. Executes operation and gear change operation.

一方、エンジンECU26は、車両ECU20から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばE/GモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン2に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、EVモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン2を停止保持状態、またはアイドル運転状態とする。   On the other hand, the engine ECU 26 performs injection amount control and injection timing control so as to achieve the travel mode and the torque command value input from the vehicle ECU 20. For example, in the E / G mode and the HEV mode, the driving force is generated in the engine 2 with respect to the positive torque command value, and the engine brake is generated with respect to the negative torque command value. In the EV mode, the engine 2 is brought into a stopped holding state or an idle operation state by stopping fuel injection.

また、インバータECU27は、車両ECU20から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ10を介してモータ3を制御する。例えばEVモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ3を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ3を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、E/Gモードの場合には、モータ3の駆動力を0に制御する。また、バッテリECU28は、バッテリ11の温度、バッテリ11の電圧、インバータ10とバッテリ11との間に流れる電流等を検出し、これらの検出結果からバッテリ11のSOCを逐次算出して車両ECU20に出力する。   Further, the inverter ECU 27 controls the motor 3 via the inverter 10 so as to achieve the travel mode and the torque command value input from the vehicle ECU 20. For example, in the EV mode or HEV mode, the motor 3 is controlled by powering the positive torque command value to generate a positive driving force, and the motor 3 is regeneratively controlled to the negative torque command value. Generate negative driving force. In the E / G mode, the driving force of the motor 3 is controlled to zero. Further, the battery ECU 28 detects the temperature of the battery 11, the voltage of the battery 11, the current flowing between the inverter 10 and the battery 11, etc., and sequentially calculates the SOC of the battery 11 from these detection results and outputs it to the vehicle ECU 20. To do.

また、バッテリ11はバッテリパック内に複数のセルが内蔵されて構成されており、これらの各セルを冷却するための冷却装置30(冷却手段)が設けられている。冷却装置30は例えばバッテリパック内の各セル間に冷却回路が配設されており、当該冷却回路内をガス又は水等の冷却媒体が循環する構成をなしている。そして冷却媒体と各セルとが熱交換することでセルの冷却が行われ、ひいてはバッテリ11の冷却が行われる。冷却装置30の構成はこれに限られず、バッテリパックにファンを設けてバッテリパック内に空気を導入することで、各セルを空冷するものであってもよい。   Further, the battery 11 is configured by incorporating a plurality of cells in a battery pack, and a cooling device 30 (cooling means) for cooling each of these cells is provided. The cooling device 30 has a configuration in which, for example, a cooling circuit is disposed between each cell in the battery pack, and a cooling medium such as gas or water circulates in the cooling circuit. Then, the cells are cooled by heat exchange between the cooling medium and each cell, and consequently, the battery 11 is cooled. The configuration of the cooling device 30 is not limited to this, and each cell may be air-cooled by providing a fan in the battery pack and introducing air into the battery pack.

またバッテリ11にはバッテリ温度センサ31が設けられている。バッテリ温度センサ31はセル毎に設けられており、各セルそれぞれの実測温度を検出する。そして、これら冷却装置30及びバッテリ温度センサ31は車両ECU20に電気的に接続されている。   The battery 11 is provided with a battery temperature sensor 31. The battery temperature sensor 31 is provided for each cell, and detects the actually measured temperature of each cell. The cooling device 30 and the battery temperature sensor 31 are electrically connected to the vehicle ECU 20.

ここで、車両ECU20はバッテリ11の冷却状態を判定する。具体的には、バッテリ11の内部状態を模擬した電気的な等価回路を生成し、この等価回路に基づきバッテリ11の異常を検出する。そして、バッテリ11に異常がある場合には、冷却装置30の冷却量を調整し、調整後の温度分布の変化から冷却装置30に起因する異常か否かの判定する。   Here, the vehicle ECU 20 determines the cooling state of the battery 11. Specifically, an electrical equivalent circuit that simulates the internal state of the battery 11 is generated, and an abnormality of the battery 11 is detected based on the equivalent circuit. If the battery 11 is abnormal, the cooling amount of the cooling device 30 is adjusted, and it is determined whether or not there is an abnormality caused by the cooling device 30 from the change in the adjusted temperature distribution.

本実施形態の車両ECU20は、バッテリ11を構成する各セルの温度分布をモデル化することにより、等価回路に基づく推定値の演算処理を簡略化する。   The vehicle ECU 20 of the present embodiment simplifies the calculation process of the estimated value based on the equivalent circuit by modeling the temperature distribution of each cell constituting the battery 11.

図2(a)はバッテリ11の全セルの温度分布を示す説明図であり、図2(b)は温度分布をモデル化した複数の等価回路から構成される等価回路モデルの説明図である。図2(a)に示すように、バッテリ11を構成する多数のセル11aはバッテリパック内の冷却媒体(水や空気等)による冷却状態に応じた温度分布で分散しており、この場合には、セル数に対応する数の等価回路が存在することになる。このような実際の全セル11aの温度分布を標準偏差として捉え、同一の標準偏差をより少ないセル数(セル11bの数=等価回路の数)で表現するようにモデル化したものが図2(b)である。図2(a)(b)に示すように、セル11bの数は、全セル11aの数よりも少ない。   2A is an explanatory diagram showing the temperature distribution of all the cells of the battery 11, and FIG. 2B is an explanatory diagram of an equivalent circuit model composed of a plurality of equivalent circuits modeling the temperature distribution. As shown in FIG. 2 (a), a large number of cells 11a constituting the battery 11 are distributed in a temperature distribution according to the cooling state by the cooling medium (water, air, etc.) in the battery pack. Thus, there are a number of equivalent circuits corresponding to the number of cells. Such an actual temperature distribution of all the cells 11a is regarded as a standard deviation, and the same standard deviation is modeled so as to be expressed by a smaller number of cells (number of cells 11b = number of equivalent circuits) (FIG. 2). b). As shown in FIGS. 2A and 2B, the number of cells 11b is smaller than the number of all cells 11a.

この例では、セル数を10に設定すると共に温度域を5つに区分し、各セル11aを温度域毎にグループ分けしている。結果として平均値に相当する中央の温度域には4つのグループ化したセル11bが所属し、その両側の温度域にはそれぞれ2つのセル11bが所属し、さらに両側の温度域にはそれぞれ1つのセル11bが所属している。なお、本実施形態では標準偏差を指標として等価回路モデルを生成したが、各セル11aの温度分布を表す指標であればこれに限ることはなく、任意に別の指標に変更してもよい。   In this example, the number of cells is set to 10, and the temperature range is divided into five, and the cells 11a are grouped for each temperature range. As a result, four grouped cells 11b belong to the central temperature range corresponding to the average value, two cells 11b belong to each of the temperature ranges on both sides thereof, and one each to the temperature range on both sides. Cell 11b belongs. In the present embodiment, the equivalent circuit model is generated using the standard deviation as an index. However, the present invention is not limited to this as long as it is an index representing the temperature distribution of each cell 11a, and may be arbitrarily changed to another index.

各温度域に所属する各セル11aの温度変化に対する挙動は共通するため、各温度域に対応して計5つの等価回路が生成される。本実施形態では、事前の試験によりバッテリ11の全セル11aの温度分布を特定し、温度分布から予め等価回路モデルを生成してバッテリECU28に記憶させており、その等価回路モデルに基づきバッテリECU28が推定処理を実施するようになっている(等価回路モデル保有手段、第1ステップ)。   Since the behavior with respect to the temperature change of each cell 11a belonging to each temperature range is common, a total of five equivalent circuits are generated corresponding to each temperature range. In this embodiment, the temperature distribution of all the cells 11a of the battery 11 is specified by a prior test, an equivalent circuit model is generated in advance from the temperature distribution and stored in the battery ECU 28, and the battery ECU 28 is based on the equivalent circuit model. An estimation process is performed (equivalent circuit model holding means, first step).

図3は等価回路の一例を示す模式図であり、バッテリ11が有する定常的な内部抵抗の要素をRsに置き換え、過渡的な内部抵抗の要素をR1,C1に置き換え、負荷を0としたときの開回路に相当する電圧の要素をVocvに置き換えている。これらのRs,R1,C1,Vocvの各パラメータがバッテリ11のSOC及びセル温度Tに応じて変化するものと仮定し、それぞれのパラメータをSOC及びセル温度Tの関数として設定した上で、この等価回路からセル11aの端子間電圧V1(以下、単にセル電圧という)を逐次推定している。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an equivalent circuit when the element of the steady internal resistance of the battery 11 is replaced with Rs, the element of the transient internal resistance is replaced with R1, C1, and the load is set to zero. The voltage element corresponding to the open circuit is replaced with Vocv. It is assumed that these parameters Rs, R1, C1, and Vocv change according to the SOC of the battery 11 and the cell temperature T, and each parameter is set as a function of the SOC and the cell temperature T. A voltage V1 between terminals of the cell 11a (hereinafter simply referred to as a cell voltage) is sequentially estimated from the circuit.

バッテリ11全体の端子間電圧(以下、単にバッテリ電圧という)に対して、各温度域の等価回路から推定したセル電圧V1の寄与度はその温度域に所属するセル数に応じて相違する。このため、セル数に応じた重み付けに基づき各等価回路のセル電圧V1からバッテリ電圧を算出している。   The contribution of the cell voltage V1 estimated from the equivalent circuit in each temperature range with respect to the terminal voltage of the entire battery 11 (hereinafter simply referred to as the battery voltage) differs depending on the number of cells belonging to that temperature range. For this reason, the battery voltage is calculated from the cell voltage V1 of each equivalent circuit based on the weighting according to the number of cells.

本実施形態では、バッテリECU28が所定期間使用されたバッテリ11が正常に劣化した場合のバッテリ11内部の温度分布を、等価回路モデルに基づき推定する(バッテリ温度分布推定手段)。また、車両ECU20が、バッテリ温度センサ31により検出される各セル11aの実測温度から所定期間使用されたバッテリ11内部の温度分布を検出する(バッテリ温度分布検出手段)。さらに、車両ECU20は、推定された温度分布と実測の温度分布とを比較し、所定期間経過後のバッテリ11の劣化状態からバッテリ11の異常を判定する(バッテリ異常判定手段)。   In this embodiment, the battery ECU 28 estimates the temperature distribution inside the battery 11 when the battery 11 that has been used for a predetermined period of time has deteriorated normally based on an equivalent circuit model (battery temperature distribution estimation means). Moreover, vehicle ECU20 detects the temperature distribution inside the battery 11 used for the predetermined period from the measured temperature of each cell 11a detected by the battery temperature sensor 31 (battery temperature distribution detection means). Further, the vehicle ECU 20 compares the estimated temperature distribution with the actually measured temperature distribution, and determines the abnormality of the battery 11 from the deterioration state of the battery 11 after a predetermined period has elapsed (battery abnormality determination means).

そして、バッテリ11に異常がある場合は、冷却装置30の異常であるかを特定すべく、まず冷却装置30の冷却量を調整する。調整した冷却量で所定時間冷却した後に各セル11aの実測温度に基づく温度分布を検出し、冷却量調整前に検出した実測温度分布と比較することにより、冷却装置30の異常であるか否かを判定する(冷却異常判定手段)。   If there is an abnormality in the battery 11, the cooling amount of the cooling device 30 is first adjusted in order to identify whether the cooling device 30 is abnormal. Whether or not the cooling device 30 is abnormal by detecting a temperature distribution based on the measured temperature of each cell 11a after cooling with the adjusted cooling amount for a predetermined time and comparing it with the measured temperature distribution detected before adjusting the cooling amount. (Cooling abnormality determination means).

詳しくは図4に車両ECU20が実行するバッテリ11の冷却状態判定制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿って説明する。   Specifically, FIG. 4 is a flowchart showing a cooling state determination control routine for the battery 11 executed by the vehicle ECU 20, and will be described below with reference to the flowchart.

車両ECU20は、車両1のキーオン時から図4に示す冷却状態判定制御ルーチンをスタートさせる。まずステップS1として車両ECU20は、スタートから一定時間経過したか否かを判別する。この一定時間は、例えばバッテリ11の各セル11aの温度分布が安定するまでの時間に設定されている。一定時間経過していない場合、例えばキーオン直後等でバッテリ11のセル温度が安定していない場合には、当該判別結果は偽(No)となり、ステップS1の判別を繰り返す。一方、一定時間経過した場合には、当該判別結果は真(Yes)となり、次のステップS2に進む。   The vehicle ECU 20 starts the cooling state determination control routine shown in FIG. First, in step S1, the vehicle ECU 20 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start. This fixed time is set to a time until the temperature distribution of each cell 11a of the battery 11 is stabilized, for example. If the predetermined time has not elapsed, for example, if the cell temperature of the battery 11 is not stable immediately after key-on or the like, the determination result is false (No), and the determination in step S1 is repeated. On the other hand, if the predetermined time has elapsed, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to the next step S2.

ステップS2において、車両ECU20は、バッテリ温度センサ31により検出される各セル11aの実測温度から温度分布Sexp1を検出する。つまり、車両ECU20は図2(a)で示したような実測値に則した温度分布Sexp1を検出する。   In step S <b> 2, the vehicle ECU 20 detects the temperature distribution Sexp <b> 1 from the measured temperature of each cell 11 a detected by the battery temperature sensor 31. That is, the vehicle ECU 20 detects the temperature distribution Sexp1 according to the actually measured values as shown in FIG.

続いて、ステップS3において、バッテリECU28が、上記実測温度に基づく温度分布Sexp1を初期条件として、図2(b)で示したようなモデル化したモデル化温度分布Scalc1を算出し、当該モデル化温度分布Scalc1から所定期間通電した後を予測したモデル化温度分布Scalc2を算出する(第2ステップ)。バッテリECU28は事前の試験によりモデル化した各セル11bの温度分布に応じた劣化傾向をデータベースとして保存しており、当該データベースに基づき現時点のモデル化温度分布Scalc1から所定期間後のモデル化温度分布Scalc2を算出する。このようにモデル化温度分布Scalc1に基づき所定期間後のモデル化温度分布Scalc2を予測することで、予測にかかる演算処理の負荷は軽減される。   Subsequently, in step S3, the battery ECU 28 calculates the modeled temperature distribution Scalc1 modeled as shown in FIG. 2B using the temperature distribution Sexp1 based on the measured temperature as an initial condition, and the modeled temperature distribution Scalc1 is calculated. A modeled temperature distribution Scalc2 predicted after energization for a predetermined period from the distribution Scalc1 is calculated (second step). The battery ECU 28 stores a deterioration tendency according to the temperature distribution of each cell 11b modeled by a prior test as a database, and the modeled temperature distribution Scalc2 after a predetermined period from the current modeled temperature distribution Scalc1 based on the database. Is calculated. In this way, by predicting the modeled temperature distribution Scalc2 after a predetermined period based on the modeled temperature distribution Scalc1, the load of the calculation processing related to the prediction is reduced.

ステップS4において、車両ECU20は、ステップS2にて実測温度分布Sexp1を算出してから所定期間経過後に再び実測温度分布Sexp2を算出し(第3ステップ)、この実測温度分布Sexp2が上記ステップS3で算出した予測したモデル化温度分布Scalc2とほぼ同じであるか否かを判別する(第4ステップ)。具体的には、例えば、実測温度分布Sexp2の標準偏差σexp2がモデル化温度分布Scalc2の標準偏差σcalc2に対し所定の範囲内にあるか否かを判別する。なお、比較する標準偏差σは+σ及び−σのうちのいずれか一方又は両方とする。   In step S4, the vehicle ECU 20 calculates the measured temperature distribution Sexp2 again after a predetermined period has elapsed after calculating the measured temperature distribution Sexp1 in step S2 (third step), and the measured temperature distribution Sexp2 is calculated in step S3. It is determined whether or not the predicted modeled temperature distribution Scalc2 is substantially the same (fourth step). Specifically, for example, it is determined whether or not the standard deviation σexp2 of the measured temperature distribution Sexp2 is within a predetermined range with respect to the standard deviation σcalc2 of the modeled temperature distribution Scalc2. The standard deviation σ to be compared is one or both of + σ and −σ.

当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち実測温度分布Sexp2が予測したモデル化温度分布Scalc2とほぼ同じであり、バッテリ11が正常であると判断できる場合は次のステップS5に進む。   If the determination result is true (Yes), that is, if the measured temperature distribution Sexp2 is almost the same as the predicted modeled temperature distribution Scalc2, and the battery 11 can be determined to be normal, the process proceeds to the next step S5.

ステップS5において、車両ECU20はバッテリ11の劣化状態に異常はないことから、冷却装置30も正常であると判断し、当該ルーチンをリターンする。   In step S5, since there is no abnormality in the deterioration state of the battery 11, the vehicle ECU 20 determines that the cooling device 30 is also normal, and returns the routine.

一方ステップS4の判別結果が偽(No)である場合、即ち実測温度分布Sexp2が予測したモデル化温度分布Scalc2から離れており、バッテリ11に異常あると判断できる場合には、ステップS6に進む。具体的には、例えば、実測温度分布Sexp2のσexp2がモデル化温度分布Scalc2の標準偏差σcalc2に対し所定の範囲外にある場合はステップS6に進む。   On the other hand, if the determination result in step S4 is false (No), that is, if the measured temperature distribution Sexp2 is far from the predicted modeled temperature distribution Scalc2 and it can be determined that the battery 11 is abnormal, the process proceeds to step S6. Specifically, for example, if σexp2 of the measured temperature distribution Sexp2 is outside a predetermined range with respect to the standard deviation σcalc2 of the modeled temperature distribution Scalc2, the process proceeds to step S6.

ステップS6において、車両ECU20はバッテリ11に通常要求される冷却量よりも高い冷却量となるよう冷却装置30を調整する。なお、通常要求される冷却量よりも低く調整してもよい。   In step S <b> 6, the vehicle ECU 20 adjusts the cooling device 30 so that the cooling amount is higher than that normally required for the battery 11. Note that the cooling amount may be adjusted to be lower than that normally required.

続くステップS7において、車両ECU20は冷却量を調整して所定時間冷却した後に再び実測温度分布Sexp3を検出し、当該実測温度分布が上記ステップS4の実測温度分布Sexp2と比較する。この比較の結果、ステップS6の冷却量の調整に応じて同温度分布のままシフトしたか否かを判別する(第5ステップ)。   In subsequent step S7, the vehicle ECU 20 detects the measured temperature distribution Sexp3 again after adjusting the cooling amount and cooling for a predetermined time, and compares the measured temperature distribution with the measured temperature distribution Sexp2 in step S4. As a result of this comparison, it is determined whether or not the temperature distribution is shifted in accordance with the adjustment of the cooling amount in step S6 (fifth step).

ここで、図5の実測温度分布のシフトについての説明図を参照すると、図5(a)に示すように、冷却調整前の実測温度分布Sexp2に対して、冷却量調整後の実測温度分布Sexp3が同温度分布形状をなしつつ冷却量に応じて温度域だけが変化している場合には、各セル11aが均一に冷却されていると判断できる。従って、この場合はステップS7の判別結果は真(Yes)となり、上述したステップS5に進み、少なくとも冷却装置30は正常であり、バッテリ11の異常は他の原因によるものと判断する。   Here, referring to the explanatory diagram of the shift of the actually measured temperature distribution in FIG. 5, as shown in FIG. 5A, the actually measured temperature distribution Sexp3 after the cooling amount adjustment is compared with the actually measured temperature distribution Sexp2 before the cooling adjustment. However, if only the temperature region changes according to the cooling amount while forming the same temperature distribution shape, it can be determined that each cell 11a is uniformly cooled. Therefore, in this case, the determination result in step S7 is true (Yes), the process proceeds to step S5 described above, and it is determined that at least the cooling device 30 is normal and the abnormality of the battery 11 is due to another cause.

一方、図5(b)に示すように、冷却調整前の実測温度分布Sexp2に対して、冷却量調整後の実測温度分布Sexp3の温度分布形状が崩れて変化している場合には、複数のセル11aのうちの一部が冷却されていなかったり、偏って冷却されていたり等、冷却装置30に異常が生じている判断できる。従って、この場合はステップS7の判別結果は偽(No)となり、ステップS8に進む。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the temperature distribution shape of the measured temperature distribution Sexp3 after adjusting the cooling amount is changed with respect to the measured temperature distribution Sexp2 before adjusting the cooling, It can be determined that an abnormality has occurred in the cooling device 30 such that a part of the cell 11a is not cooled or is biased. Therefore, in this case, the determination result in step S7 is false (No), and the process proceeds to step S8.

ステップS8において、車両ECU20は、バッテリ11の異常は冷却装置30に起因するもので、冷却装置30に故障の可能性ありと判断し当該ルーチンをリターンする。   In step S <b> 8, the vehicle ECU 20 determines that the abnormality of the battery 11 is caused by the cooling device 30 and that the cooling device 30 may be broken, and returns the routine.

車両ECU20は、冷却装置30に故障の可能性があると判断した場合、例えば図示しない警告灯や警報器により運転者に警告を発したり、車両を管理する管理センターに通知したりする等の処置を行うのが好ましい。そうすることで、高温状態による不要なバッテリ劣化の加速を未然に防止し、セル交換にかかる費用を抑制し、経済性を向上させることができる。   When the vehicle ECU 20 determines that there is a possibility of failure in the cooling device 30, for example, a warning is given to the driver by a warning light or alarm device (not shown), or a notification is given to a management center that manages the vehicle. Is preferably performed. By doing so, unnecessary battery deterioration due to a high temperature state can be prevented in advance, the cost for cell replacement can be suppressed, and the economic efficiency can be improved.

以上のように、車両ECU20は、まずステップS3において実測温度分布Sexp1からモデル化温度分布Scalc1を算出し、当該モデル化温度分布Scalc1に基づき所定期間後のモデル化温度分布Scalc2を予測し、このモデル化温度分布Scalc2を用いて冷却状態判定を行っている。このように、実際のセル数よりも少ない等価回路によりバッテリ11内部の温度分布を表現する等価回路モデルを用い、所定期間使用されたバッテリ11が正常に劣化した場合のバッテリ11内部の温度分布Scalc2を推定している。これにより、演算負荷の増大を抑制した上で、各セル固有の温度のばらつきが反映された正常な劣化状態における温度分布を推定することができる。この推定した温度分布Scalc2と実測値による温度分布Sexp2とを比較することにより、バッテリ11の冷却等が正常か否かを高い精度で判定することができる。   As described above, the vehicle ECU 20 first calculates the modeled temperature distribution Scalc1 from the measured temperature distribution Sexp1 in step S3, predicts the modeled temperature distribution Scalc2 after a predetermined period based on the modeled temperature distribution Scalc1, and this model. The cooling state determination is performed using the conversion temperature distribution Scalc2. Thus, using an equivalent circuit model that expresses the temperature distribution inside the battery 11 with an equivalent circuit that is smaller than the actual number of cells, the temperature distribution Scalc2 inside the battery 11 when the battery 11 that has been used for a predetermined period of time has deteriorated normally. Is estimated. As a result, it is possible to estimate the temperature distribution in a normal deterioration state in which the variation in temperature unique to each cell is reflected, while suppressing an increase in calculation load. By comparing the estimated temperature distribution Scalc2 and the temperature distribution Sexp2 based on the actually measured values, it is possible to determine with high accuracy whether or not the cooling of the battery 11 is normal.

このように、まずは少ない演算負荷で推定した温度分布を用いてバッテリ11に異常が生じているか判定する。そして、バッテリ11になんらかの異常が発生している場合には、冷却量を調整して、冷却量に応じて実測温度分布が変化しているか否かで、バッテリ11の異常が冷却装置30によるものか、他の原因であるかを判定することができる。   As described above, first, it is determined whether an abnormality has occurred in the battery 11 using the temperature distribution estimated with a small calculation load. If any abnormality occurs in the battery 11, the cooling amount is adjusted, and the abnormality in the battery 11 is caused by the cooling device 30 depending on whether or not the measured temperature distribution changes according to the cooling amount. Or other causes can be determined.

以上のことから本実施形態に係るバッテリ冷却状態判定装置等によれば、演算負荷の増大を抑制した上で、バッテリ11が適切に冷却されているか否かを高精度かつ簡便に判定することができる。   As described above, according to the battery cooling state determination device and the like according to the present embodiment, it is possible to easily and accurately determine whether or not the battery 11 is appropriately cooled while suppressing an increase in calculation load. it can.

ところで、上記のように本実施形態では、事前の試験によりバッテリ11の全セル11aの温度分布から等価回路モデルを生成して予めバッテリECU28に記憶させたが、これに限定されるものではない。例えば、車両ECU20が上記バッテリECU28の機能を兼ね備えていてもよい。   As described above, in the present embodiment, an equivalent circuit model is generated from the temperature distribution of all the cells 11a of the battery 11 and stored in the battery ECU 28 in advance by a preliminary test. However, the present invention is not limited to this. For example, the vehicle ECU 20 may have the function of the battery ECU 28.

また、上記実施形態のように予め等価回路モデルを生成・記憶させておく場合には、バッテリパック内の異なる冷却条件に応じて等価回路モデルに用いる係数を切り換えるように構成してもよい。この場合には、予め冷却条件に対応する複数の係数マップを記憶させておき、その時点の冷却条件に対応する係数を選択して推定処理に適用すればよい。   When the equivalent circuit model is generated and stored in advance as in the above embodiment, the coefficient used for the equivalent circuit model may be switched according to different cooling conditions in the battery pack. In this case, a plurality of coefficient maps corresponding to the cooling conditions may be stored in advance, and a coefficient corresponding to the cooling condition at that time may be selected and applied to the estimation process.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ハイブリッド型トラックのバッテリ冷却状態判定装置に具体化したが、走行用動力源としてモータのみを搭載した電気自動車のバッテリ冷却状態判定装置としてもよい。   This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the battery cooling state determination device for a hybrid truck is embodied, but it may be a battery cooling state determination device for an electric vehicle equipped with only a motor as a driving power source.

11 バッテリ
11a、11b セル
20 車両ECU(バッテリ温度分布検出手段、バッテリ異常判定手段、冷却異常判定手段)
28 バッテリECU(等価回路モデル保有手段、バッテリ温度分布推定手段)
30 冷却装置(冷却手段)
31 バッテリ温度センサ
11 battery 11a, 11b cell 20 vehicle ECU (battery temperature distribution detecting means, battery abnormality determining means, cooling abnormality determining means)
28 battery ECU (equivalent circuit model holding means, battery temperature distribution estimating means)
30 Cooling device (cooling means)
31 Battery temperature sensor

Claims (3)

バッテリを構成する複数のセルから表現される温度分布を、前記セルの数よりも少ない等価回路により表現する等価回路モデルを予め保有する等価回路モデル保有手段と、
バッテリを冷却する冷却手段と、
所定期間使用された前記バッテリが正常に劣化した場合のバッテリ内部の温度分布を、前記等価回路モデルに基づき推定するバッテリ温度分布推定手段と、
複数の前記セルの温度を検出し、前記所定期間使用された前記バッテリ内部の温度分布を検出するバッテリ温度分布検出手段と、
前記バッテリ温度分布推定手段により推定される温度分布と、前記バッテリ温度分布検出手段により検出される温度分布とを比較し、前記所定期間経過後の前記バッテリの劣化状態から前記バッテリの異常を判定するバッテリ異常判定手段と、
前記バッテリ異常判定手段により前記バッテリに異常があると判定された場合に、前記冷却手段による冷却量を調整し、調整した冷却量で所定時間冷却した後に前記バッテリ温度分布検出手段により検出された前記バッテリ内部の温度分布と、冷却量調整前に前記バッテリ温度分布検出手段により検出された前記バッテリ内部の温度分布とを比較することにより、前記冷却手段の異常であるか否かを判定する冷却異常判定手段と、
を含むバッテリ冷却状態判定装置。
An equivalent circuit model holding means for holding in advance an equivalent circuit model for expressing a temperature distribution expressed by a plurality of cells constituting the battery by an equivalent circuit smaller than the number of cells;
A cooling means for cooling the battery;
Battery temperature distribution estimating means for estimating a temperature distribution inside the battery when the battery used for a predetermined period of time has deteriorated normally based on the equivalent circuit model;
Battery temperature distribution detecting means for detecting the temperature of the plurality of cells and detecting the temperature distribution inside the battery used for the predetermined period;
The temperature distribution estimated by the battery temperature distribution estimating means is compared with the temperature distribution detected by the battery temperature distribution detecting means, and the abnormality of the battery is determined from the deterioration state of the battery after the predetermined period has elapsed. Battery abnormality determination means;
When it is determined by the battery abnormality determining means that the battery is abnormal, the cooling amount by the cooling means is adjusted, and after cooling for a predetermined time with the adjusted cooling amount, the battery temperature distribution detecting means detects the battery temperature distribution detecting means. Cooling abnormality for determining whether or not the cooling means is abnormal by comparing the temperature distribution inside the battery and the temperature distribution inside the battery detected by the battery temperature distribution detecting means before adjusting the cooling amount. A determination means;
A battery cooling state determination device.
請求項1に記載されるバッテリ冷却状態判定装置を含む電動車両。   An electric vehicle including the battery cooling state determination device according to claim 1. バッテリを構成する複数のセルから表現される温度分布を、前記セルの数よりも少ない等価回路により表現する等価回路モデルを予め保有する第1ステップと、
所定期間使用された前記バッテリが正常に劣化した場合のバッテリ内部の温度分布を、前記等価回路モデルに基づき推定する第2ステップと、
複数の前記セルの温度を検出し、前記所定期間使用された前記バッテリ内部の温度分布を検出する第3ステップと、
前記第2ステップにより推定される温度分布と、前記第3ステップにより検出される温度分布とを比較し、前記所定期間経過後の前記バッテリの劣化状態から前記バッテリの異常を判定する第4ステップと、
前記第4ステップにより前記バッテリに異常があると判定された場合に、前記バッテリを冷却する冷却手段による冷却量を調整し、調整した冷却量で所定時間冷却した後に検出した前記バッテリ内部の温度分布と、冷却量調整前に検出された前記バッテリ内部の温度分布とを比較することにより、前記冷却手段の異常であるか否かを判定する第5ステップと、
を含むバッテリ冷却状態判定方法。
A first step of previously holding an equivalent circuit model expressing a temperature distribution expressed by a plurality of cells constituting a battery with an equivalent circuit smaller than the number of cells;
A second step of estimating a temperature distribution inside the battery when the battery used for a predetermined period of time is normally deteriorated based on the equivalent circuit model;
Detecting a temperature of a plurality of the cells, and detecting a temperature distribution inside the battery used for the predetermined period;
A fourth step of comparing the temperature distribution estimated by the second step with the temperature distribution detected by the third step, and determining abnormality of the battery from the deterioration state of the battery after the predetermined period has elapsed; ,
The temperature distribution inside the battery detected after adjusting the cooling amount by the cooling means for cooling the battery and cooling with the adjusted cooling amount for a predetermined time when it is determined that the battery is abnormal in the fourth step And a fifth step of determining whether or not the cooling means is abnormal by comparing the temperature distribution inside the battery detected before adjusting the cooling amount;
A battery cooling state determination method including:
JP2014154652A 2014-07-30 2014-07-30 Battery cooling state determination device, electric vehicle and battery cooling state determination method Pending JP2016031876A (en)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107825967A (en) * 2016-09-15 2018-03-23 福特全球技术公司 For the cooling of trying to be the first of the location-based electric vehicle of direct current quick charge
JP2019169293A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 トヨタ自動車株式会社 Temperature estimation device
CN111584950A (en) * 2019-02-18 2020-08-25 奥迪股份公司 Method for operating a battery of a functional device, corresponding battery and functional device
CN112467247A (en) * 2020-11-25 2021-03-09 中国第一汽车股份有限公司 Power battery thermal balance method, device, system, vehicle and storage medium
CN112736320A (en) * 2020-12-28 2021-04-30 东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司 Method, device and equipment for determining cooling parameters of cooling system
EP3826102A1 (en) * 2019-11-20 2021-05-26 Vestas Wind Systems A/S Model based monitoring of battery system
CN113767028A (en) * 2019-10-18 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Vehicle battery fire sensing apparatus and method
CN113848494A (en) * 2021-09-18 2021-12-28 北京经纬恒润科技股份有限公司 Online monitoring method for power battery temperature and vehicle-mounted T-BOX

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107825967A (en) * 2016-09-15 2018-03-23 福特全球技术公司 For the cooling of trying to be the first of the location-based electric vehicle of direct current quick charge
JP7020971B2 (en) 2018-03-22 2022-02-16 トヨタ自動車株式会社 Temperature estimation device
JP2019169293A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 トヨタ自動車株式会社 Temperature estimation device
CN111584950A (en) * 2019-02-18 2020-08-25 奥迪股份公司 Method for operating a battery of a functional device, corresponding battery and functional device
CN111584950B (en) * 2019-02-18 2023-09-22 奥迪股份公司 Method for operating a battery of a functional device, corresponding battery and functional device
JP7191441B2 (en) 2019-10-18 2022-12-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド VEHICLE BATTERY FIRE DETECTION DEVICE AND METHOD
JP2022518720A (en) * 2019-10-18 2022-03-16 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Vehicle battery fire detector and sensing method
CN113767028A (en) * 2019-10-18 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Vehicle battery fire sensing apparatus and method
US11145914B2 (en) 2019-11-20 2021-10-12 Vestas Wind Systems A/S Model based monitoring of battery system
EP3826102A1 (en) * 2019-11-20 2021-05-26 Vestas Wind Systems A/S Model based monitoring of battery system
CN112467247B (en) * 2020-11-25 2022-03-25 中国第一汽车股份有限公司 Power battery thermal balance method, device, system, vehicle and storage medium
CN112467247A (en) * 2020-11-25 2021-03-09 中国第一汽车股份有限公司 Power battery thermal balance method, device, system, vehicle and storage medium
CN112736320A (en) * 2020-12-28 2021-04-30 东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司 Method, device and equipment for determining cooling parameters of cooling system
CN113848494A (en) * 2021-09-18 2021-12-28 北京经纬恒润科技股份有限公司 Online monitoring method for power battery temperature and vehicle-mounted T-BOX
CN113848494B (en) * 2021-09-18 2024-01-26 北京经纬恒润科技股份有限公司 On-line monitoring method for temperature of power battery and vehicle-mounted T-BOX

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