JP2019114437A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非正規品のバッテリセルを高精度に検出することが可能な半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体装置は、バッテリセルの温度を測定する温度測定部と、バッテリセルの電圧を測定する電圧測定部と、バッテリセルから供給される電流を測定する電流測定部と、制御部と、を備えている。制御部は、バッテリセルの充放電のサイクル数をカウントし、電圧に基づいてバッテリセルの充電率を測定し、電圧及び電流に基づいてバッテリセルの内部抵抗を測定し(S30)、サイクル数、温度、及び充電率に基づいて内部抵抗を正規化することによりバッテリセルの出荷時内部抵抗を算出し(S40)、出荷時内部抵抗に基づいて、バッテリセルが非正規品であるかどうかの判定処理を行う(S50)。【選択図】図5
Description
本発明は、半導体装置に関する。
PC、DSC、及びDVC等の各種機器には、充電可能な電池パックが使用されている。電池パックには、正規品よりも安価な非正規品が数多く出回っている。セットメーカは、バッテリ認証技術を導入することで、非正規品の検知を行っている。
非正規品の中には、廃棄された正規品の古い電池パックの基板を流用したものや、劣化したバッテリセルを新品のバッテリセルに交換したものもある。このような非正規品は、バッテリ認証にもPASSしてしまうため、非正規品を効果的に検知する事ができない。
そこで、特許文献1には、非正規な電池交換を正確に検出することができる蓄電装置等が開示されている。
具体的には、蓄電装置は、1または複数の蓄電素子からなる蓄電部と、蓄電素子の電圧、電流および温度を測定する測定部と、測定部によって測定された電圧、電流および温度から蓄電素子の内部抵抗を計算する計算部とを有する。そして、蓄電装置は、判定部によって、計算された内部抵抗の時間的変化の不連続性が検出される場合に、蓄電素子が交換されたものと判定する。
詳しくは、リチウムイオン二次電池のような蓄電素子は、使用を繰り返すと、内部抵抗が増加する特性を有するので、蓄電装置は、内部抵抗の変化から電池交換を検出することができる。
ところが、特許文献1の蓄電装置等では、内部抵抗の時間的変化の不連続性を判断する方法について、測定した内部抵抗値の変化が増加するのか、又は減少するのかという、内部抵抗値の増減判断による方法しか開示していない。一方、正規品の電池パックにおいても、放置による劣化進行や使用環境の変動により、内部抵抗値が不連続になる場合があり得る。
その結果、正規品の電池パックであっても、非正規品の電池パックに交換されたものと誤判定され、逆に非正規品の電池パックであったとしても、正規品の電池パックに交換されたものと誤判定される可能性がある。したがって、特許文献1の蓄電装置等では、電池パックが正規品であるか非正規品であるかを正確に検出することができない。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本明細書には、複数の実施の形態の半導体装置が記載されているが、一実施の形態の半導体装置を述べると、次の通りである。半導体装置は、バッテリセルの温度を測定する温度測定部と、バッテリセルの電圧を測定する電圧測定部と、バッテリセルから供給される電流を測定する電流測定部と、制御部と、を備えている。制御部は、バッテリセルの充放電のサイクル数をカウントし、電圧測定部が測定した電圧に基づいてバッテリセルの充電率を測定し、この電圧及び電流測定部が測定した電流に基づいて、バッテリセルの内部抵抗を測定する。また、制御部は、サイクル数、温度、及び充電率に基づいて内部抵抗を正規化することにより、バッテリセルの出荷時内部抵抗を算出し、出荷時内部抵抗に基づいて、バッテリセルが非正規品であるかどうかを判定する。
一実施の形態によれば、非正規品のバッテリセルを高精度に検出することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するためのすべての図において、同一部分には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
<電池パックの構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る電池パックの構成の一例を示す回路図である。図1に示すように、電池パック1は、バッテリセル10、充電制御トランジスタ12、放電制御トランジスタ14、電流検出抵抗16、電池パック制御回路(半導体装置)20を備えている。
<電池パックの構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る電池パックの構成の一例を示す回路図である。図1に示すように、電池パック1は、バッテリセル10、充電制御トランジスタ12、放電制御トランジスタ14、電流検出抵抗16、電池パック制御回路(半導体装置)20を備えている。
電池パック1は、正側端部1a及び負側端部1bを介して負荷90と接続され、負荷90へ電流を供給する回路ブロックである。
バッテリセル10は、リチウム電池やリチウムイオン電池等の二次電池で構成されている。バッテリセル10は、図1に示すように、複数の二次電池が直列に接続された構成であってもよいし、単一の二次電池であってもよい。
充電制御トランジスタ12は、バッテリセル10の充電時における電流制御を行う回路素子である。充電制御トランジスタ12は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等の電界効果トランジスタで構成されている。充電制御トランジスタ12のゲートは、図1に示すように、電池パック制御回路20と接続されている。充電制御トランジスタ12は、電池パック制御回路20からのゲート電圧制御により、充電時の電流制御を行う。
放電制御トランジスタ14は、バッテリセル10の放電時、すなわち、負荷90への電流供給時における電流制御を行う回路素子である。放電制御トランジスタ14も、電界効果トランジスタで構成されている。放電制御トランジスタ14のゲートも、図1に示すように、電池パック制御回路20と接続されている。放電制御トランジスタ14は、電池パック制御回路20からのゲート電圧制御により、放電時の電流制御を行う。
電流検出抵抗16は、バッテリセル10から供給される電流を検出する回路素子である。電流検出抵抗16は、電池パック制御回路20と接続されており、電池パック制御回路20に設けられた、後述する電流測定部23において電流値が測定される。
電池パック制御回路20は、図1に示すように、温度測定部21、電圧測定部22、電流測定部23、記憶部24、充放電制御回路25、及び制御部26を備えている。
温度測定部21は、バッテリセル10の温度を測定する回路ブロックである。温度測定部21は、温度センサ及びADコンバータを備えている。ADコンバータは、温度センサで測定された温度をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、変換後のデジタル信号を制御部26へ供給する。
電圧測定部22は、バッテリセル10の電圧を測定する回路ブロックである。電圧測定部22は、バッテリセル10の両端の電圧差を測定することによりバッテリセル10の電圧を測定してもよい。あるいは、電圧測定部22は、バッテリセル10を構成するそれぞれの二次電池の両端の電位差を測定し、それぞれの二次電池の電位差を積算することによりバッテリセル10の電圧を算出してもよい。電圧測定部22は、電圧測定回路及びADコンバータを備えている。ADコンバータは、電圧測定回路で測定された電圧をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、変換後のデジタル信号を制御部26へ供給する。
電流測定部23は、バッテリセル10から供給される電流を測定する回路ブロックである。電流測定部23は、電流測定回路及びADコンバータを備えている。ADコンバータは、電流測定回路で測定された電流をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、変換後のデジタル信号を制御部26へ供給する。
記憶部24は、電池パック1に関連する各種情報を格納する回路ブロックである。記憶部24は、フラッシュメモリやEEPROM等の不揮発性メモリを備えている。
記憶部24は、図1に示すように、第1の参照情報格納レジスタ24a、第2の参照情報格納レジスタ24b、第3の参照情報格納レジスタ24c、及びカウント数格納レジスタ24dを備えている。
第1の参照情報格納レジスタ24aは、バッテリセル10の充放電のサイクル数と第1の正規化係数とを対応づけた第1の参照情報を格納するレジスタである。ここで、第1の正規化係数とは、サイクル数に対応する係数であり、バッテリセル10の内部抵抗の測定値から、出荷時の内部抵抗(第1の出荷時内部抵抗)を算出する際に用いられる係数である。
第1の参照情報格納レジスタ24aは、サイクル数と第1の正規化係数とを対応させた参照テーブルを第1の参照情報として格納してもよいし、サイクル数(Cy)を変数とする第1の正規化係数を導出する正規化関数f(Cy)を第1の参照情報として格納してもよい。なお、第1の参照情報は、電池パック1の出荷前に第1の参照情報格納レジスタ24aに書き込まれる。
第2の参照情報格納レジスタ24bは、バッテリセル10の温度と第2の正規化係数とを対応づけた第2の参照情報を格納するレジスタである。ここで、第2の正規化係数とは、温度に対応する係数であり、バッテリセル10の内部抵抗の測定値から、出荷時の内部抵抗(第2の出荷時内部抵抗)を算出する際に用いられる係数である。
第2の参照情報格納レジスタ24bは、温度と第2の正規化係数とを対応させた参照テーブルを第2の参照情報として格納してもよいし、温度(T)を変数とする第2の正規化係数を導出する正規化関数f(T)を第2の参照情報として格納してもよい。なお、第2の参照情報は、電池パック1の出荷前に第2の参照情報格納レジスタ24bに書き込まれる。
第3の参照情報格納レジスタ24cは、バッテリセル10の充電率と第3の正規化係数とを対応づけた第3の参照情報を格納するレジスタである。ここで、第3の正規化係数とは、充電率に対応する係数であり、バッテリセル10の内部抵抗の測定値から、出荷時の内部抵抗(第3の出荷時内部抵抗)を算出する際に用いられる係数である。
第3の参照情報格納レジスタ24cは、充電率と第3の正規化係数とを対応させた参照テーブルを第3の参照情報として格納してもよいし、充電率(SoC:State of Charge)を変数とする第3の正規化係数を導出する正規化関数f(SoC)を第3の参照情報として格納してもよい。なお、第3の参照情報は、電池パック1の出荷前に第3の参照情報格納レジスタ24cに書き込まれる。
カウント数格納レジスタ24dは、バッテリセル10の充放電のサイクル数を格納するレジスタである。カウント数格納レジスタ24dが格納するサイクル数の情報は、制御部26から供給される。あるいは、カウント数格納レジスタ24dは、カウンタを備えた構成であってもよい。この場合、カウンタは、制御部26からカウント信号がアサートされた回数をサイクル数としてカウントすればよい。
また、記憶部24は、これらのレジスタ以外にも、例えば、正規品として許容されるバッテリセル10の出荷時内部抵抗の許容範囲を格納するレジスタや、フル充電時のバッテリセル10の電圧を格納するレジスタ等の各種レジスタを備えている。
[バッテリセルの内部抵抗の特性、及び正規化係数の例]
ここで、図2〜3を用いて、バッテリセルの内部抵抗の特性、及び第1〜第3の正規化係数の例について説明する。
ここで、図2〜3を用いて、バッテリセルの内部抵抗の特性、及び第1〜第3の正規化係数の例について説明する。
図2は、バッテリセルの内部抵抗の特性を例示する図である。図2(a)は、内部抵抗のサイクル特性を示す図である。図2(b)は、内部抵抗の温度特性を示す図である。図2(c)は、内部抵抗の充電率(SoC)特性を示す図である。
一方、図3は、第1〜第3の参照情報を例示する図である。図3(a)は、バッテリセル10のサイクル数と第1の正規化係数とを対応させた参照テーブルを示す図である。図3(b)は、バッテリセル10の温度と第2の正規化係数とを対応させた参照テーブルを示す図である。図3(c)は、バッテリセル10の充電率と第3の正規化係数とを対応させた参照テーブルである。
まず、バッテリセル10のサイクル数特性について説明する。図2(a)に示すように、サイクル数が大きくなるにつれて、バッテリセル10の内部抵抗は高くなる。さらに、サイクル数が大きくなるにつれて、内部抵抗の上昇率がより大きくなる。
一方、電池パック1の出荷時、サイクル数は1回(Cy=1)であり、図3(a)に示すように、第1の正規化係数は1に設定される。サイクル数が250回の場合、例えば、第1の正規化係数はK1(K1<1)に設定される。以下、サイクル数が大きくなるにつれて、第1の正規化係数はさらに小さな値K2、K3(K1>K2>K3)に設定される。そして、サイクル数が1000回の場合、例えば、第1の正規化係数はK4(K4<K3)に設定される。
次に、バッテリセル10の温度特性について説明する。図2(b)に示すように、バッテリセル10の内部抵抗は、温度が上昇するにつれて低くなる。さらに、温度が低いほど、内部抵抗の低下率が大きくなっている。
一方、電池パック1の出荷時、バッテリセル10の温度が25℃(T=25)であるとすれば、図3(b)に示すように、この温度における第2の正規化係数は1に設定される。温度が0℃の場合、例えば、第2の正規化係数はK12(K12<1)に設定される。さらに、温度が−20℃の場合、例えば、第2の正規化係数はK11(K11<K12)に設定される。また、温度が40℃、60℃の場合、例えば、第2の正規化係数はK13、K14(1<K13<K14)に設定される。
次に、バッテリセル10の充電率特性について説明する。図2(c)に示すように、バッテリセル10の内部抵抗は、充電率が低下するにつれて高くなる。また、充電率が下がるにつれて、内部抵抗の上昇率が大きくなっている。
一方、電池パック1の出荷時、バッテリセル10の充電率が60%(SoC=60)であるとすれば、図3(c)に示すように、この充電率における第3の正規化係数は1に設定される。充電率が40%,20%の場合、例えば、それぞれの第3の正規化係数はK23、K24(K24<K23<1)に設定される。一方、充電率が80%,100%の場合、それぞれの第3の正規化係数はK22、K21(1<K22<K21)に設定される。
なお、バッテリセル10の特性は、このような例に限定されるものではない。例えば、図2(a),図3(a)の例とは逆に、サイクル数が大きくなるにつれて、バッテリセル10の内部抵抗が低くなる場合もあり得る。また、図2(b),図3(b)の例とは逆に、温度が上昇するにつれて、バッテリセル10の内部抵抗が高くなる場合もあり得る。また、図2(c),図3(c)の例とは逆に、充電率が低下するにつれて、バッテリセル10の内部抵抗が高くなる場合もあり得る。
ここで、電池パック制御回路20の説明に戻る。充放電制御回路25は、バッテリセル10の充放電時における電流を制御する回路ブロックである。具体的には、充放電制御回路25は、充電制御トランジスタ12及び放電制御トランジスタ14のゲート電圧を制御することにより、充放電時における電流を制御する。
制御部26は、電池パック制御回路20における各動作を制御する回路である。例えば、制御部26は、充放電制御回路25に電流制御信号を供給することにより、バッテリセル10の充放電時における電流を制御する。また、制御部26は、バッテリセル10の充放電のサイクル数をカウントし、カウントしたサイクル数をカウント数格納レジスタ24dへ格納する。あるいは、制御部26は、バッテリセル10充電率の充電率に達した時にカウント信号をアサートしてもよい。
また、制御部26は、バッテリセル10の充電率を測定する。具体的には、制御部26は、電圧測定部22により測定されたバッテリセル10の電圧と、フル充電時におけるバッテリセル10の電圧に基づいて、バッテリセル10の充電率を算出する。また、制御部26は、バッテリセル10の内部抵抗を測定する。具体的には、制御部26は、測定されたバッテリセル10の電圧及び電流測定部23により測定されたバッテリセル10の電流に基づいて、バッテリセル10の内部抵抗を測定する。
図4は、バッテリセルの内部抵抗の測定原理を説明する図である。図4の上段は、バッテリセル10の電圧の変動を示すタイミングチャート図である。図4の下段は、バッテリセル10の電流の変動を示すタイミングチャート図である。
時刻t1において放電が開始されると、図4に示すように、バッテリセル10の電圧がV0からV1まで急激に低下する。一方、バッテリセル10から供給される電流はI0からI1まで急激に大きくなる。このとき、バッテリセル10の電圧は、主に内部抵抗における直流抵抗成分の影響を受ける。
その後、時刻t2までの期間、バッテリセル10の電圧は、V1からV2まで緩やかに低下する。一方、電流は、I1のままでほとんど変動しない。この期間、バッテリセル10の電圧は、主に内部抵抗の分極抵抗成分の影響を受ける。制御部26は、分極抵抗成分の影響を受け電圧が落ち着いた後、バッテリセル10の内部抵抗の測定を行う。したがって、制御部26は、時刻t1と時刻t2との間の電圧差ΔV(=V0−V2)と、この期間の電流差ΔI(=I1−I0)とから、バッテリセル10の内部抵抗を測定する。
また、制御部26は、バッテリセル10のサイクル数、温度、充電率に基づいて内部抵抗を正規化することにより、バッテリセル10の出荷時における内部抵抗(以下、出荷時内部抵抗とも呼ぶ)を算出する。
また、制御部26は、算出された出荷時内部抵抗に基づいて、バッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定する。これらの処理については後述する。
<バッテリセルの判定処理>
次に、バッテリセル10の判定処理について説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係るバッテリセルの判定処理の一例を示すフローチャート図である。バッテリセル10の判定処理は、図5に示すステップS10〜S50により行われる。
次に、バッテリセル10の判定処理について説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係るバッテリセルの判定処理の一例を示すフローチャート図である。バッテリセル10の判定処理は、図5に示すステップS10〜S50により行われる。
[ステップS10]
ステップS10は、負荷90への電流供給を開始するステップである。負荷90の電源がONされると、電池パック1は、負荷90に対して電流を供給する。具体的には、充放電制御回路25は、制御部26から供給される電流制御信号に基づいて充電制御トランジスタ12及び放電制御トランジスタ14のゲート電圧を制御し、負荷90へ電流を供給させる。
ステップS10は、負荷90への電流供給を開始するステップである。負荷90の電源がONされると、電池パック1は、負荷90に対して電流を供給する。具体的には、充放電制御回路25は、制御部26から供給される電流制御信号に基づいて充電制御トランジスタ12及び放電制御トランジスタ14のゲート電圧を制御し、負荷90へ電流を供給させる。
[ステップS20]
ステップS20は、バッテリセル10の判定処理に使用される各種情報の読み出しを行うステップである。具体的には、制御部26は、第1〜第3の参照情報を、第1〜第3の参照情報格納レジスタ24a〜24cからそれぞれ読み出す。また、制御部26は、充放電のサイクル数をカウント数格納レジスタ24dから読み出す。
ステップS20は、バッテリセル10の判定処理に使用される各種情報の読み出しを行うステップである。具体的には、制御部26は、第1〜第3の参照情報を、第1〜第3の参照情報格納レジスタ24a〜24cからそれぞれ読み出す。また、制御部26は、充放電のサイクル数をカウント数格納レジスタ24dから読み出す。
また、制御部26は、バッテリセル10の出荷時内部抵抗の許容範囲やフル充電時のバッテリセル10の電圧等を記憶部24から読み出す。制御部26は、記憶部24から読み出したこれらの各種情報を内部でバッファリングしておく。
[ステップS30]
ステップS30は、バッテリセル10の内部抵抗等の測定を行うステップである。制御部26が電圧測定信号をアサートすると、電圧測定部22は、バッテリセル10の電圧を測定し、測定した電圧を制御部26へ供給する。また、制御部26が電流測定信号をアサートすると、電流測定部23は、バッテリセル10から供給される電流を測定し、測定した電流を制御部26へ供給する。
ステップS30は、バッテリセル10の内部抵抗等の測定を行うステップである。制御部26が電圧測定信号をアサートすると、電圧測定部22は、バッテリセル10の電圧を測定し、測定した電圧を制御部26へ供給する。また、制御部26が電流測定信号をアサートすると、電流測定部23は、バッテリセル10から供給される電流を測定し、測定した電流を制御部26へ供給する。
また、制御部26が温度測定信号をアサートすると、温度測定部21は、バッテリセル10の温度を測定し、測定した温度を制御部26へ供給する。
そして、制御部26は、測定された電圧及び電流に基づいて、バッテリセル10の内部抵抗を算出する。また、制御部26は、測定された電圧及びフル充電時のバッテリセル10の電圧に基づいて、バッテリセル10の充電率を算出する。
なお、電圧及び電流を測定するタイミングは、ほぼ同時であることが望ましい。これにより、より正確な内部抵抗の測定が可能となる。また、温度を測定するタイミングも、電圧及び電流を測定するタイミングとほぼ同時であることが好ましい。これにより、より適切な正規化係数が選択され、より正確な出荷時内部抵抗を算出することが可能となる。
[ステップS40]
ステップS40は、出荷時内部抵抗を算出するステップである。制御部26は、第1の参照情報から、読み出したバッテリセル10のサイクル数に対応する第1の正規化係数を導出する。そして、制御部26は、ステップS30において測定したバッテリセル10の内部抵抗と、導出した第1の正規化係数とを乗算することにより、第1の出荷時内部抵抗を算出する。
ステップS40は、出荷時内部抵抗を算出するステップである。制御部26は、第1の参照情報から、読み出したバッテリセル10のサイクル数に対応する第1の正規化係数を導出する。そして、制御部26は、ステップS30において測定したバッテリセル10の内部抵抗と、導出した第1の正規化係数とを乗算することにより、第1の出荷時内部抵抗を算出する。
また、制御部26は、第2の参照情報から、ステップS30において測定した温度に対応する第2の正規化係数を導出する。そして、制御部26は、ステップS30において測定したバッテリセル10の内部抵抗と、導出した第2の正規化係数とを乗算することにより、第2の出荷時内部抵抗を算出する。
また、制御部26は、第3の参照情報から、ステップS30において測定した充電率に対応する第3の正規化係数を導出する。そして、制御部26は、ステップS30において測定したバッテリセル10の内部抵抗と、導出した第3の正規化係数とを乗算することにより、第3の出荷時内部抵抗を算出する。
[ステップS50]
ステップS50は、バッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定するステップである。制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、第3の出荷時内部抵抗のそれぞれと、ステップS20において読み出した出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較する。そして、制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、第3の出荷時内部抵抗のいずれかが許容範囲外である場合(No)、判定対象のバッテリセル10を非正規品であると判定する。
ステップS50は、バッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定するステップである。制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、第3の出荷時内部抵抗のそれぞれと、ステップS20において読み出した出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較する。そして、制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、第3の出荷時内部抵抗のいずれかが許容範囲外である場合(No)、判定対象のバッテリセル10を非正規品であると判定する。
一方、制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、第3の出荷時内部抵抗のいずれもが、許容範囲内である場合(Yes)、判定対象のバッテリセル10を正規品であると判定する。この場合、制御部26は、図5に示すように、ステップS30〜S50を繰り返し実行し、バッテリセル10が非正規品であるかどうかの判定処理を続けて行う。
なお、バッテリセル10の判定処理は、このような場合に限定されるものではない。例えば、制御部26は、サイクル数、温度、充電率に対応する第1〜第3の正規化係数を、第1〜第3の参照情報格納レジスタ24a〜24cから直接読み出してもよい。
[バッテリセルの判定処理の例]
図6は、本実施の形態1に係る、正規化された内部抵抗の例を示す図である。図6の横軸は時間を示し、図6の縦軸は内部抵抗(算出された出荷時内部抵抗)を示している。図6には、出荷時内部抵抗Rrefの最小値(Rref最小値)及び最大値(Rref最大値)が示されている。そして、出荷時内部抵抗の許容範囲は、出荷時内部抵抗の最小値から最大値までの間で規定される。
図6は、本実施の形態1に係る、正規化された内部抵抗の例を示す図である。図6の横軸は時間を示し、図6の縦軸は内部抵抗(算出された出荷時内部抵抗)を示している。図6には、出荷時内部抵抗Rrefの最小値(Rref最小値)及び最大値(Rref最大値)が示されている。そして、出荷時内部抵抗の許容範囲は、出荷時内部抵抗の最小値から最大値までの間で規定される。
図6に示すそれぞれの抵抗値R1〜R7は、それぞれ異なる時刻に算出された出荷時内部抵抗である。図6に示すように、抵抗値R1〜R6は、許容範囲内に収まっているので、この場合、制御部26は、判定対象のバッテリセル10は正規品であると判定する。一方、時刻t7で算出された抵抗値R7は、許容範囲の最小値以下であるため、制御部26は、判定対象のバッテリセル10は非正規品であると判定する。すなわち、制御部26は、この間に、バッテリセルの入れ換えが発生したものと判定する。
<本実施の形態による効果>
ここで、本実施の形態による主な効果について述べる。本実施の形態によれば、制御部26は、バッテリセル10のサイクル数、温度、及び充電率に基づいてバッテリセル10の第1〜第3の出荷時内部抵抗を算出する。そして、制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、及び第3の出荷時内部抵抗のそれぞれと、出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較し、いずれかの出荷時内部抵抗が許容範囲外である場合、バッテリセル10が非正規品であると判定する。
ここで、本実施の形態による主な効果について述べる。本実施の形態によれば、制御部26は、バッテリセル10のサイクル数、温度、及び充電率に基づいてバッテリセル10の第1〜第3の出荷時内部抵抗を算出する。そして、制御部26は、第1の出荷時内部抵抗、第2の出荷時内部抵抗、及び第3の出荷時内部抵抗のそれぞれと、出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較し、いずれかの出荷時内部抵抗が許容範囲外である場合、バッテリセル10が非正規品であると判定する。
この構成によれば、サイクル数や、温度、充電率、内部抵抗の測定値からバッテリセル10の出荷時の内部抵抗を推定することができるので、非正規品のバッテリセルを高精度に検出することが可能となる。また、継続的にバッテリセルの出荷時内部抵抗の算出を行い比較しなくても、非正規品のバッテリセルを検出することが可能となる。また、正規品から非正規品へのバッテリセルの入れ換えを高精度に検出することが可能となる。また、内部抵抗の非連続性を考慮しなくともよいので、判定処理を容易に実行可能である。
また、本実施の形態によれば、制御部26は、第1の正規化係数と測定した内部抵抗とを乗算することによりバッテリセル10の第1の出荷時内部抵抗を算出し、第2の正規化係数と測定した内部抵抗とを乗算することによりバッテリセル10の第2の出荷時内部抵抗を算出し、充電率に対応する第3の正規化係数と測定した内部抵抗とを乗算することによりバッテリセル10の第3の出荷時内部抵抗を算出する。
この構成によれば、第1〜第3の出荷時内部抵抗正規化係数を算出する処理が簡略化されるので、制御部26の負荷が軽減され、判定処理が高速化される。
また、本実施の形態によれば、制御部26は、第1の参照情報から、サイクル数に対応する第1の正規化係数を導出し、第2の参照情報から、測定した温度に対応する第2の正規化係数を導出し、第3の参照情報から、測定した充電率に対応する第3の正規化係数を導出する。この構成においても、第1〜第3の正規化係数を導出する処理が簡略化されるので、制御部26の負荷が軽減され、判定処理が高速化される。
また、本実施の形態によれば、第1〜第3の参照情報は、テーブルで構成されている。この構成によれば、この構成においても、第1〜第3の正規化係数を導出する処理が簡略化されるので、制御部26の負荷が軽減され、判定処理が高速化される。
また、本実施の形態によれば、第1〜第3の参照情報は、正規化関数で構成されている。この構成によれば、第1〜第3の参照情報格納レジスタ24a〜24cの容量を低減することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、第1〜第3の参照情報は、バッテリセル10の出荷前に、第1〜第3の参照情報格納レジスタ24a〜24cのそれぞれに書き込まれている。この構成によれば、判定処理の度に第1〜第3の参照情報を取得しなくてもよいので、判定処理が高速化される。
また、本実施の形態によれば、制御部26は、バッテリセル10が正規品であると判定した場合でも、再度、第1〜第3の出荷時内部抵抗を算出し、バッテリセル10の判定処理を行う。この構成によれば、もし、前回の判定処理において正規品であると誤判定されたとしても、同一のバッテリセル10に対して再度判定処理が行われるので、判定処理の制度をより向上させることが可能となる。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。前述の実施の形態1では、サイクル数、温度、充電率のそれぞれに対応する出荷時内部抵抗と、出荷時内部抵抗の許容範囲とを個別に比較していた。この場合、測定した内部抵抗はサイクル数、温度、及び充電率に依存しているが、第1〜第3の正規化係数はサイクル数、温度、及び充電率間で互いに独立である。このため、算出された第1〜第3の出荷時内部抵抗の精度が十分に担保されない場合も生じ得る。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。前述の実施の形態1では、サイクル数、温度、充電率のそれぞれに対応する出荷時内部抵抗と、出荷時内部抵抗の許容範囲とを個別に比較していた。この場合、測定した内部抵抗はサイクル数、温度、及び充電率に依存しているが、第1〜第3の正規化係数はサイクル数、温度、及び充電率間で互いに独立である。このため、算出された第1〜第3の出荷時内部抵抗の精度が十分に担保されない場合も生じ得る。
そこで、本実施の形態では、サイクル数、温度、及び充電率の組み合わせを考慮した正規化係数を導出することにより、バッテリセル10の判定処理を行う場合について説明する。なお、以下では、前述の実施の形態と重複する箇所については原則として説明は省略する。
図7は、本発明の実施の形態2に係る電池パックの構成の一例を示す回路図である。図7に示す電池パック201は、図1に示す電池パック制御回路20が、電池パック制御回路220に置き換えられた構成となっている。そして、電池パック制御回路220は、図1に示す記憶部24が記憶部224に置き換えられた構成となっている。具体的に説明すると、記憶部224は、図1に示す記憶部24に、第4の参照情報格納レジスタ224eが追加された構成となっている。
第4の参照情報格納レジスタ224eは、バッテリセル10のサイクル数、温度、及び充電率の組み合わせと、第4の正規化係数とを対応づけた第4の参照情報を格納するレジスタである。ここで、第4の正規化係数とは、サイクル数、温度、及び充電率の組み合わせに対応する係数であり、バッテリセル10の内部抵抗の測定値から、出荷時の内部抵抗(第4の出荷時内部抵抗)を算出する際に用いられる係数である。
第4の参照情報格納レジスタ224eは、サイクル数、温度、及び充電率の組み合わせと、第4の正規化係数とを対応させた参照テーブルを第4の参照情報として格納してもよいし、サイクル数(Cy)、温度(T)、及び充電率(SoC)を変数とする第4の正規化係数を導出する正規化関数f(Cy、T、SoC)を第4の参照情報として格納してもよい。なお、第4の参照情報は、電池パック1の出荷前に第4の参照情報格納レジスタ224eに書き込まれる。
<バッテリセルの判定処理>
次に、本実施の形態に係るバッテリセル10の判定処理を図5に沿って説明する。なお、ステップS10、S30は、実施の形態1と同様であるので説明は省略する。
次に、本実施の形態に係るバッテリセル10の判定処理を図5に沿って説明する。なお、ステップS10、S30は、実施の形態1と同様であるので説明は省略する。
ステップS20において、制御部26は、すでに述べた第4の参照情報を、第4の参照情報格納レジスタ224eから読み出す。また、これ以外の処理は、実施の形態1と同様である。
ステップS40では、制御部26は、第4の参照情報から、読み出したバッテリセル10のサイクル数、測定したバッテリセル10の内部抵抗、及び測定したバッテリセル100の充電率の組み合わせに対応する第4の正規化係数を導出する。そして、制御部26は、ステップS30において測定したバッテリセル10の内部抵抗と、導出した第4の正規化係数とを乗算することにより、第4の出荷時内部抵抗を算出する。
また、制御部26は、ここで述べた方法以外にも、実施の形態1のステップS40において導出した第1〜第3の正規化係数を乗算することにより、第4の正規化係数を導出してもよい。例えば、第4の参照情報が正規化関数f(Cy、T、SoC)で構成されていれば、第4の正規化係数は、f(Cy、T、SoC)=f(Cy)×f(T)×f(SoC)となる。
ステップS50では、制御部26は、第4の出荷時内部抵抗と、ステップS20において読み出した出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較する。そして、制御部26は、第4の出荷時内部抵抗が許容範囲外である場合、バッテリセル10は非正規品であると判定する。
一方、バッテリセル10が正規品であると判断した場合、制御部26は、図5に示すように、ステップS30〜S50を繰り返し実行し、バッテリセル10が非正規品であるかどうかの判定処理を続けて行う。
<本実施の形態による主な効果>
本実施の形態によれば、すでに述べた効果に加え以下の効果が得られる。本実施の形態によれば、サイクル数、温度、及び充電率の組み合わせに基づいた出荷時内部抵抗を算出することができるので、バッテリセル10の判定処理をより高精度に実行することが可能となる。
本実施の形態によれば、すでに述べた効果に加え以下の効果が得られる。本実施の形態によれば、サイクル数、温度、及び充電率の組み合わせに基づいた出荷時内部抵抗を算出することができるので、バッテリセル10の判定処理をより高精度に実行することが可能となる。
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。これまでの実施の形態では、測定した内部抵抗を正規化することにより出荷時内部抵抗を算出し、出荷時内部抵抗が許容範囲内であるかどうかにより、バッテリセル10の判定処理を行っていた。これに対し、本実施の形態では、測定した内部抵抗を所定の管理テーブルに記録し、測定した内部抵抗及びテーブルに記録された内部抵抗を比較することによりにバッテリセル10の判定処理を行う。すなわち、本実施の形態では、測定した内部抵抗を正規化することなく、バッテリセル10の判定処理を行う。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。これまでの実施の形態では、測定した内部抵抗を正規化することにより出荷時内部抵抗を算出し、出荷時内部抵抗が許容範囲内であるかどうかにより、バッテリセル10の判定処理を行っていた。これに対し、本実施の形態では、測定した内部抵抗を所定の管理テーブルに記録し、測定した内部抵抗及びテーブルに記録された内部抵抗を比較することによりにバッテリセル10の判定処理を行う。すなわち、本実施の形態では、測定した内部抵抗を正規化することなく、バッテリセル10の判定処理を行う。
図8は、本発明の実施の形態3に係る電池パックの構成の一例を示す回路図である。また、図9は、内部抵抗管理テーブルの一例を示す図である。図8に示す電池パック301は、図1に示す電池パック制御回路20が、電池パック制御回路320に置き換えられた構成となっている。そして、電池パック制御回路320は、図1に示す記憶部24が記憶部324に置き換えられた構成となっている。具体的に説明すると、記憶部324は、図1に示す記憶部24に、内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fが追加された構成となっている。
内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fは、図9に示す内部抵抗管理テーブル350を格納するレジスタである。内部抵抗管理テーブル350は、図9に示すように、温度記録軸(横軸)及び充電率記録軸(縦軸)からなる。内部抵抗管理テーブル350は、測定された内部抵抗を、測定時の温度及び充電率に対応させて記録する。内部抵抗管理テーブル350は、判定対象のバッテリセルが正規品と判定されたときに限り、測定された内部抵抗を記録する。内部抵抗管理テーブル350は、バッテリセル10の出荷前に内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fに格納されてもよい。
具体的には、出荷前の他の正規品のバッテリセルを用い、温度及び充電率の条件を異ならせた状態で内部抵抗を測定する。なお、このときのサイクル数は「1」である。そして、各条件にて測定した内部抵抗に基づいて内部抵抗管理テーブルを作成し、作成した内部抵抗管理テーブルを出荷される電池パックの内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fに格納する。なお、内部抵抗管理テーブル作成時、複数の正規品のバッテリセルにより内部抵抗を測定し、これらの平均を算出した値に基づいて内部抵抗管理テーブルを作成してもよい。
また、記憶部324は、これらのレジスタ以外にも、例えば、正規品として許容される差分許容範囲を格納するレジスタ等の各種レジスタを備えている。
ここで、差分許容範囲について説明する。差分許容範囲とは、判定対象のバッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定する際に使用される情報である。同一の温度及び充電率における内部抵抗を再度測定した場合、制御部26は、測定した内部抵抗と、内部抵抗管理テーブル350に記録された対応する内部抵抗とを比較することにより、バッテリセル10が非正規品であるかどうかの判定処理を行う。
具体的には、制御部26は、測定した内部抵抗と、内部抵抗管理テーブル350に記録された内部抵抗との差分を算出し、差分許容範囲との比較を行う。そして、制御部26は、算出した差分が差分許容範囲内であれば、判定対象のバッテリセル10を正規品と判定し、算出した差分が差分許容範囲外であれば、判定対象のバッテリセル10を非正規品と判定する。差分許容範囲は、このようにバッテリセル10の判定処理に使用される。
なお、図2(a)に関連してすでに述べたように、サイクル数が増加するにつれて、内部抵抗の上昇率はより大きくなる。そうすると、サイクル数が増加するにつれて、差分が大きくなることも考えられるので、サイクル数が所定の回数に達すると、より大きい差分許容範囲に切り替えて判定処理が実行されてもよい。
[本実施の形態の考え方]
前述までの実施の形態にて用いた許容範囲は、出荷時内部抵抗Rrefの最小値(Rref最小)から最大値(Rref最大)までの区間で規定される。また、すでに述べたように、測定したバッテリセル10の内部抵抗Rcel及び正規化関数f(Cy、T、SoC)により、出荷時内部抵抗Rrefは、Rref=Rcel×f(Cy、T、SoC)である。
前述までの実施の形態にて用いた許容範囲は、出荷時内部抵抗Rrefの最小値(Rref最小)から最大値(Rref最大)までの区間で規定される。また、すでに述べたように、測定したバッテリセル10の内部抵抗Rcel及び正規化関数f(Cy、T、SoC)により、出荷時内部抵抗Rrefは、Rref=Rcel×f(Cy、T、SoC)である。
この式を、出荷時内部抵抗Rrefの許容範囲の条件に当てはめると、Rcel×f(Cy、T、SoC)は、「Rref最小<Rcel×f(Cy、T、SoC)<Rref最大」となる。この式をさらに整理すると、Rcelは、「Rref最小/f(Cy、T、SoC)<Rcel<Rref最大/f(Cy、T、SoC)」となる。
ここで示す、Rref/f(Cy、T、SoC)は、バッテリセル10の本来の内部抵抗を非正規化したもの、すなわち、サイクル数、温度、充電率の各条件に依存するバッテリセル10の内部抵抗測定値である。本実施の形態では、測定した内部抵抗が、Rref最小/f(Cy、T、SoC)からRref最大/f(Cy、T、SoC)の範囲に入っていれば、バッテリセル10は正規品であるとするのが基本的な考え方である。
ただし、1回又は数回のサイクル数では内部抵抗の測定値は大きく増加することはないし、サイクル数が減少することはないので、内部抵抗管理テーブルでは、温度及び充電率を記録軸として、測定した内部抵抗を記録する。そうすると、同条件で測定した内部抵抗を時系列でみれば、サイクル数を変数とする関数と考えることもできる。
<バッテリセルの判定処理>
次に、本実施の形態におけるバッテリセル10の判定処理について説明する。図10は、本発明の実施の形態3に係るバッテリセルの判定処理の一例を示すフローチャート図である。本実施の形態におけるバッテリセル10の判定処理は、図10に示すように、ステップS10〜S360により行われる。なお、ステップS10、S30は、実施の形態1〜2と同様であるので説明は省略する。
次に、本実施の形態におけるバッテリセル10の判定処理について説明する。図10は、本発明の実施の形態3に係るバッテリセルの判定処理の一例を示すフローチャート図である。本実施の形態におけるバッテリセル10の判定処理は、図10に示すように、ステップS10〜S360により行われる。なお、ステップS10、S30は、実施の形態1〜2と同様であるので説明は省略する。
[ステップS320]
ステップS320は、図5のステップS20と類似しており、バッテリセル10の判定処理に使用される各種情報の読み出しを行うステップである。具体的には、制御部26は、内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fから内部抵抗管理テーブル350を読み出す。また、制御部26は、差分許容範囲やフル充電時のバッテリセル10の電圧等を記憶部24から読み出す。制御部26は、記憶部24から読み出したこれらの各種情報を内部でバッファリングしておく。
ステップS320は、図5のステップS20と類似しており、バッテリセル10の判定処理に使用される各種情報の読み出しを行うステップである。具体的には、制御部26は、内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fから内部抵抗管理テーブル350を読み出す。また、制御部26は、差分許容範囲やフル充電時のバッテリセル10の電圧等を記憶部24から読み出す。制御部26は、記憶部24から読み出したこれらの各種情報を内部でバッファリングしておく。
[ステップS350〜S360]
ステップS350は、バッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定するステップである。
ステップS350は、バッテリセル10が非正規品であるかどうかを判定するステップである。
制御部26は、ステップS30において、バッテリセル10の内部抵抗及び測定時における条件(温度、充電率)を測定すると、測定した内部抵抗と、内部抵抗管理テーブル350に記録された対応する内部抵抗とを比較することにより、判定対象のバッテリセル10が非正規品であるかどうかの判定処理を行う。具体的には、測定した内部抵抗と、内部抵抗管理テーブル350に記録された対応する内部抵抗との差分を算出し、差分と差分許容範囲とを比較する。制御部26は、差分が差分許容範囲外である場合(No)、判定対象のバッテリセル10は非正規品であると判定する。
一方、制御部26は、差分が差分許容範囲内である場合(Yes)、判定対象のバッテリセル10は正規品であると判定する。この場合、制御部26は、ステップS360の処理を実行する。ステップS360は、測定した内部抵抗を内部抵抗管理テーブル350に記録するステップである。制御部26は、測定した内部抵抗を、内部抵抗管理テーブル350の対応する箇所に記録する。
例えば、図9に示すように、内部抵抗管理テーブル350には、温度=0℃、及び充電率=50%に対応する内部抵抗R11が記録されている。制御部26は、同一の条件で新たな内部抵抗R21を測定したとする。このとき、バッテリセル10が正規品であると判定すれば、制御部26は、内部抵抗管理テーブル350に記録された元の内部抵抗R11を新たな内部抵抗R21に更新する。
ステップS360が完了すると、制御部26は、図10に示すように、ステップS30〜S50を繰り返し実行し、バッテリセル10が非正規品であるかどうかの判定処理を続けて行う。
なお、本実施の形態においても、バッテリセル10の判定処理は、このような場合に限定されるものではない。例えば、制御部26は、内部抵抗管理テーブル350を、内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fから直接読み出してもよいし、内部抵抗管理テーブル格納レジスタ324fに格納された内部抵抗管理テーブルに対し直接更新をおこなってもよい。
[測定時の温度に対応する温度記録軸が設けられていない場合]
測定時の温度に対応する温度記録軸が設けられていない場合の処理について、図9を参照しつつ説明する。
測定時の温度に対応する温度記録軸が設けられていない場合の処理について、図9を参照しつつ説明する。
測定時の温度に対応する温度記録軸がない場合、制御部26は、測定時の温度付近の複数の温度に対応するそれぞれの温度記録軸における、測定時の充電率に対応する内部抵抗に基づいて温度補完内部抵抗を算出する。
例えば、温度=15℃、充電率80%の条件で内部抵抗を測定したとする。ただし、内部抵抗管理テーブル350には、15℃に対応する温度記録軸が設けられていないので、ここでは、温度=10℃、及び充電率=80%に対応する内部抵抗R12、温度=20℃、及び充電率=80%に対応する内部抵抗R13に基づいて線形補完することにより、温度=15℃、及び充電率=80%に対応する内部抵抗(温度補完内部抵抗)を算出する。
そして、制御部26は、測定した内部抵抗と温度補完内部抵抗との差分を算出し、差分と差分許容範囲とを比較することによりバッテリセル10の判定処理を行う。
[測定時の充電率に対応する充電率記録軸が設けられていない場合]
充電率に関しても、温度と同様の処理が行われる。
充電率に関しても、温度と同様の処理が行われる。
測定時の充電率に対応する充電率記録軸がない場合、制御部26は、測定時の充電率付近の複数の充電率に対応するそれぞれの充電率記録軸における、測定時の充電率に対応する内部抵抗に基づいて温度補完内部抵抗を算出する。
例えば、温度=20℃、充電率95%の条件で内部抵抗を測定したとする。ただし、内部抵抗管理テーブル350には、95℃に対応する充電率記録軸が設けられていないので、ここでは、温度=20℃、及び充電率=90%に対応する内部抵抗R14、温度=20℃、及び充電率=100%に対応する内部抵抗R15に基づいて線形補完することにより、温度=20℃、及び充電率=95%に対応する内部抵抗(充電率補完内部抵抗)を算出する。
そして、制御部26は、測定した内部抵抗と充電率補完内部抵抗との差分を算出し、差分と差分許容範囲とを比較することによりバッテリセル10の判定処理を行う。
[測定時の温度及び充電率に対応する記録軸が設けられていない場合]
また、測定時の温度及び充電率の双方に対応する記録軸が設けられていない場合も当然あり得る。この場合には、測定時の条件付近の複数の温度及び充電率に対応するそれぞれの温度記録軸及び充電率記録軸における、測定時の温度及び充電率に対応する内部抵抗に基づいて内部抵抗(温度充電率補完内部抵抗)を算出する。
また、測定時の温度及び充電率の双方に対応する記録軸が設けられていない場合も当然あり得る。この場合には、測定時の条件付近の複数の温度及び充電率に対応するそれぞれの温度記録軸及び充電率記録軸における、測定時の温度及び充電率に対応する内部抵抗に基づいて内部抵抗(温度充電率補完内部抵抗)を算出する。
例えば、温度=15℃、及び充電率=85%の条件で内部抵抗を測定した場合、温度=10℃、及び充電率=80%に対応する内部抵抗R12、温度=20℃、及び充電率=90%に対応する内部抵抗R14に基づいて線形補完することにより、対応する内部抵抗(充電率補完内部抵抗)を算出する。あるいは、温度=10℃、及び充電率=90%に対応する内部抵抗R16、温度=20℃、及び充電率=80%に対応する内部抵抗R13に基づいて線形補完することにより、対応する内部抵抗を算出してもよい。さらに、測定条件を取り囲む各条件での内部抵抗R12〜R14、R16に基づいて、対応する内部抵抗を算出してもよい。
<本実施の形態による主な効果>
本実施の形態によれば、測定した内部抵抗を正規化することなく、判定処理行うことができるので、制御部26の負荷が軽減される。
本実施の形態によれば、測定した内部抵抗を正規化することなく、判定処理行うことができるので、制御部26の負荷が軽減される。
また、線形補完により記録軸が設けられていない条件における内部抵抗を算出することができるので、内部抵抗管理テーブル350のデータ量を抑えながら、各条件での判定処理が実行可能である。
また、出荷時において、内部抵抗管理テーブル350が電池パック1に格納されているので、使用開始直後から本実施の形態による判定処理が実行可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
1,201…電池パック、10…バッテリセル、20,220,320…電池パック制御回路、21…温度測定部、22…電圧測定部、23…電流測定部、24a…第1の参照情報格納レジスタ、24b…第2の参照情報格納レジスタ、24c…第3の参照情報格納レジスタ、24d…カウント数格納レジスタ、26…制御部、224e…第4の参照情報格納レジスタ、324f…内部抵抗管理テーブル格納レジスタ、350…内部抵抗管理テーブル
Claims (20)
- バッテリセルの温度を測定する温度測定部と、
前記バッテリセルの電圧を測定する電圧測定部と、
前記バッテリセルから供給される電流を測定する電流測定部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記バッテリセルの充放電のサイクル数をカウントし、前記電圧に基づいて前記バッテリセルの充電率を測定し、前記電圧及び前記電流に基づいて前記バッテリセルの内部抵抗を測定し、前記サイクル数、前記温度、及び前記充電率に基づいて前記内部抵抗を正規化することにより前記バッテリセルの出荷時内部抵抗を算出し、前記出荷時内部抵抗に基づいて、前記バッテリセルが非正規品であるかどうかの判定処理を行う、
半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記サイクル数に対応する第1の正規化係数と前記内部抵抗とを乗算することにより第1の出荷時内部抵抗を算出し、前記温度に対応する第2の正規化係数と前記内部抵抗とを乗算することにより第2の出荷時内部抵抗を算出し、前記充電率に対応する第3の正規化係数と前記内部抵抗とを乗算することにより第3の出荷時内部抵抗を算出し、前記第1の出荷時内部抵抗、前記第2の出荷時内部抵抗、及び前記第3の出荷時内部抵抗に基づいて前記判定処理を行う、
半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記サイクル数と前記第1の正規化係数とを対応づけた第1の参照情報から、カウントした前記サイクル数に対応する前記第1の正規化係数を導出し、前記温度と前記第2の正規化係数とを対応づけた第2の参照情報から、測定した前記温度に対応する前記第2の正規化係数を導出し、前記充電率と前記第3の正規化係数とを対応づけた第3の参照情報から、測定した前記充電率に対応する前記第3の正規化係数を導出する、
半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1の参照情報は、前記サイクル数と前記第1の正規化係数とを対応させたテーブルで構成され、
前記第2の参照情報は、前記温度と前記第2の正規化係数とを対応させたテーブルで構成され、
前記第3の参照情報は、前記充電率と前記第3の正規化係数と対応させたテーブルで構成されている、
半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1の参照情報は、前記サイクル数を変数とする前記第1の正規化係数を導出する関数で構成され、
前記第2の参照情報は、前記温度を変数とする前記第2の正規化係数を導出する関数で構成され、
前記第3の参照情報は、前記充電率を変数とする前記第3の正規化係数を導出する関数で構成されている、
半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記第1の出荷時内部抵抗、前記第2の出荷時内部抵抗、及び前記第3の出荷時内部抵抗のそれぞれと、正規品として許容される出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較し、前記第1の出荷時内部抵抗、前記第2の出荷時内部抵抗、及び前記第3の出荷時内部抵抗のいずれかが前記許容範囲外である場合、前記バッテリセルが非正規品であると判定する、
半導体装置。 - 請求項6に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記バッテリセルを正規品と判定した場合、再度、前記第1の出荷時内部抵抗、前記第2の出荷時内部抵抗、及び前記第3の出荷時内部抵抗を算出し前記判定処理を行う、
半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記サイクル数、前記温度、及び前記充電率の組み合わせに対応する第4の正規化係数と前記内部抵抗とを乗算することにより第4の出荷時内部抵抗を算出し、前記第4の出荷時内部抵抗に基づいて前記判定処理を行う、
半導体装置。 - 請求項8に記載の半導体装置において、
制御部は、前記サイクル数と第1の正規化係数とを対応づけた第1の参照情報から、カウントした前記サイクル数に対応する前記第1の正規化係数を導出し、前記温度と第2の正規化係数とを対応づけた第2の参照情報から、測定した前記温度に対応する前記第2の正規化係数を導出し、前記充電率と第3の正規化係数とを対応づけた第3の参照情報から、測定した前記充電率に対応する前記第3の正規化係数を導出し、前記第1の正規化係数と、前記第2の正規化係数と、前記第3の正規化係数と、を乗算することにより前記第4の正規化係数を導出する、
半導体装置。 - 請求項8に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記サイクル数、前記温度、及び前記充電率の組み合わせと前記第4の正規化係数とを対応づけた第4の参照情報から、カウントした前記サイクル数、測定した前記温度、及び測定した前記充電率の組み合わせに対応する前記第4の正規化係数を導出する、
半導体装置。 - 請求項10に記載の半導体装置において、
前記第4の参照情報は、前記サイクル数、前記温度、及び前記充電率の組み合わせと前記第4の正規化係数とを対応させたテーブルで構成されている、
半導体装置。 - 請求項10に記載の半導体装置において、
前記第4の参照情報は、前記サイクル数、前記温度、及び前記充電率を変数とする前記第4の正規化係数を導出する関数で構成されている、
半導体装置。 - 請求項11に記載の半導体装置において、
前記第4の参照情報を格納する第4の参照情報格納レジスタを備え、
前記第4の参照情報は、前記バッテリセルの出荷前に、前記第4の参照情報格納レジスタに書き込まれている、
半導体装置。 - 請求項8に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記第4の出荷時内部抵抗と、正規品として許容される出荷時内部抵抗の許容範囲とを比較し、前記第4の出荷時内部抵抗が前記許容範囲外である場合、前記バッテリセルが非正規品であると判定する、
半導体装置。 - 請求項14に記載の半導体装置において、
前記制御部は、前記バッテリセルを正規品と判定した場合、再度、前記第4の出荷時内部抵抗を算出し前記判定処理を行う、
半導体装置。 - バッテリセルの温度を測定する温度測定部と、
前記バッテリセルの電圧を測定する電圧測定部と、
前記バッテリセルから供給される電流を測定する電流測定部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電圧に基づいて前記バッテリセルの充電率を測定し、前記電圧及び前記電流に基づいて前記バッテリセルの内部抵抗を測定し、測定した前記内部抵抗を、測定時の前記温度及び前記充電率に基づいて温度記録軸及び充電率記録軸からなる内部抵抗管理テーブルに記録し、同一の前記温度及び前記充電率における前記内部抵抗を再度測定した場合、測定した前記内部抵抗と、前記内部抵抗管理テーブルに記録された対応する前記内部抵抗とを比較することにより、前記バッテリセルが非正規品であるかどうかの判定処理を行う、
半導体装置。 - 請求項16に記載の半導体装置において、
前記制御部は、再度測定した前記内部抵抗と、前記内部抵抗管理テーブルに記録された対応する前記内部抵抗との差分を算出し、前記差分と正規品として許容される差分許容範囲とを比較し、前記差分が前記差分許容範囲外である場合、前記バッテリセルが非正規品であると判定する、
半導体装置。 - 請求項16に記載の半導体装置において、
前記内部抵抗管理テーブルに測定時の前記温度に対応する前記温度記録軸が設けられていない場合、前記制御部は、測定時の前記温度付近の複数の前記温度に対応するそれぞれの前記温度記録軸における、測定時の前記充電率に対応する前記内部抵抗に基づいて温度補完内部抵抗を算出し、測定した前記内部抵抗と前記温度補完内部抵抗との差分を算出し、前記差分と正規品として許容される差分許容範囲とを比較し、前記差分が前記差分許容範囲外である場合、前記バッテリセルが非正規品であると判定する、
半導体装置。 - 請求項16に記載の半導体装置において、
前記内部抵抗管理テーブルに測定時の前記充電率に対応する前記充電率記録軸が設けられていない場合、前記制御部は、測定時の前記充電率付近の複数の前記充電率に対応するそれぞれの前記充電率記録軸における、測定時の前記温度に対応する前記内部抵抗に基づいて充電率補完内部抵抗を算出し、測定した前記内部抵抗と前記充電率補完内部抵抗との差分を算出し、前記差分と正規品として許容される差分許容範囲とを比較し、前記差分が前記差分許容範囲外である場合、前記バッテリセルが非正規品であると判定する、
半導体装置。 - 請求項16に記載の半導体装置において、
前記内部抵抗管理テーブルを格納する内部抵抗管理テーブル格納レジスタを備え、
前記内部抵抗管理テーブルは、前記バッテリセルの出荷前に、前記内部抵抗管理テーブル格納レジスタに書き込まれている、
半導体装置。
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