JP2020165908A - Battery characteristic detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の特性値を検知する電池特性検知装置に関する。 The present invention relates to a battery characteristic detection device that detects a characteristic value of a battery.
車両に搭載される電池の制御装置の中には、電池の内部抵抗値を検出し、その抵抗値に基づいて、電池の使用を制御するものがある。そして、そのような技術を示す文献としては、次の特許文献1がある。
Some battery control devices mounted on a vehicle detect the internal resistance value of the battery and control the use of the battery based on the resistance value. Then, as a document showing such a technique, there is the following
精度良く電池の抵抗値を実測するには、ある程度まとまった量の大電流を、電池の充放電により内部抵抗に流す必要がある。そのため、電池によっては、車両の起動後ただちに抵抗値を把握することはできない場合がある。そして、抵抗値を把握できないと、その抵抗値に基づいて、電池の使用を制御することができない。そのため、電池を使用できる期間が減り、燃費の低下に繋がる。 In order to measure the resistance value of a battery with high accuracy, it is necessary to pass a large amount of current to the internal resistance by charging and discharging the battery. Therefore, depending on the battery, it may not be possible to grasp the resistance value immediately after the vehicle is started. If the resistance value cannot be grasped, the use of the battery cannot be controlled based on the resistance value. Therefore, the period during which the battery can be used is reduced, leading to a decrease in fuel consumption.
他方、前回の起動期間中における電池の抵抗値を保存して、今回の起動後もその前回の抵抗値を引き継ぐことはできない。電池の抵抗値は、温度依存性があるため、前回の起動期間中の電池の温度と、今回の起動時の電池の温度とが異なると、電池の抵抗値も異なってくるからである。 On the other hand, the resistance value of the battery during the previous startup period cannot be saved and the previous resistance value cannot be inherited even after the current startup. This is because the resistance value of the battery is temperature-dependent, so if the temperature of the battery during the previous startup period and the temperature of the battery at the time of the current startup are different, the resistance value of the battery will also be different.
この解決方法として、次の方法が考えられる。前回の起動期間中において、その時の電池の抵抗値と、その電池の新品時点における抵抗値との比を、電池の劣化状態を示す係数(以下「劣化係数」という。)として算出して保存する。そして、今回の起動後は、その保存されている劣化係数と現在の温度とに基づいて現在の抵抗値を推定する。それによれば、今回の起動後における抵抗値の実測を待たなくても、起動後ただちに抵抗値を取得して電池を使用できる。 The following method can be considered as a solution to this problem. During the previous startup period, the ratio of the resistance value of the battery at that time to the resistance value of the battery when it is new is calculated and stored as a coefficient indicating the deterioration state of the battery (hereinafter referred to as "deterioration coefficient"). .. Then, after this start-up, the current resistance value is estimated based on the stored deterioration coefficient and the current temperature. According to this, the resistance value can be acquired immediately after the start-up and the battery can be used without waiting for the actual measurement of the resistance value after the start-up.
しかしながら、劣化係数は、同じ劣化状態なら温度が変化しても完全に一定という訳ではなく、電池の態様や温度範囲等によっては、同じ劣化状態でも温度により劣化係数が変化してしまう場合がある。そのため、前回の起動期間中における温度と、現在の温度との乖離が大きいと、前回の劣化係数に基づく現在の抵抗値の推定精度が、悪化することにもなり得る。 However, the deterioration coefficient is not completely constant even if the temperature changes in the same deterioration state, and the deterioration coefficient may change depending on the temperature even in the same deterioration state depending on the mode and temperature range of the battery. .. Therefore, if the difference between the temperature during the previous start-up period and the current temperature is large, the accuracy of estimating the current resistance value based on the previous deterioration coefficient may deteriorate.
なお、以上と同様の課題は、電池の抵抗値を推定する場合に限らず、例えば電池の充電容量等の各種特性値を推定する場合についても生じ得る。 The same problem as described above may occur not only in the case of estimating the resistance value of the battery but also in the case of estimating various characteristic values such as the charge capacity of the battery.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、前回の劣化判定時の電池の温度と、現在の電池の温度との乖離が大きくても、現在の電池の特性値を精度よく推定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if the difference between the battery temperature at the time of the previous deterioration determination and the current battery temperature is large, the characteristic value of the current battery can be estimated accurately. The purpose is to do so.
本発明の電池特性検知装置は、検出部と推定部とを有する。以下では、所定の第1基準時点相当の劣化の電池が有する、前記電池の温度に応じた特性値を第1基準値とし、前記第1基準時点よりも後の第2基準時点相当の劣化の前記電池が有する、前記電池の温度に応じた前記特性値を第2基準値とする。 The battery characteristic detection device of the present invention has a detection unit and an estimation unit. In the following, the characteristic value corresponding to the temperature of the battery possessed by the deteriorated battery corresponding to the predetermined first reference time is set as the first reference value, and the deterioration corresponding to the second reference time after the first reference time is defined as the first reference value. The characteristic value of the battery according to the temperature of the battery is used as the second reference value.
前記検出部は、所定の第1時点における前記特性値と、前記第1時点での前記電池の温度における、前記第1基準値及び前記第2基準値とに基づいて、前記電池の劣化状態を示す情報である劣化情報を検出する。前記推定部は、検出された前記劣化情報と、前記第1時点よりも後の所定の第2時点での前記電池の温度とに基づいて、前記第2時点における前記特性値を推定する。 The detection unit determines the deteriorated state of the battery based on the characteristic value at a predetermined first time point and the first reference value and the second reference value at the temperature of the battery at the first time point. Detects deterioration information, which is the information shown. The estimation unit estimates the characteristic value at the second time point based on the detected deterioration information and the temperature of the battery at a predetermined second time point after the first time point.
本発明によれば、検出部は、第1時点における劣化情報を検出し、推定部は、その劣化情報と第2時点における電池の温度とに基づいて、第2時点における特性値を推定する。そのため、温度変化に対応して第2時点での特性値を推定できる。 According to the present invention, the detection unit detects the deterioration information at the first time point, and the estimation unit estimates the characteristic value at the second time point based on the deterioration information and the temperature of the battery at the second time point. Therefore, the characteristic value at the second time point can be estimated in response to the temperature change.
しかも、その劣化情報は、上記の第1基準値と第2基準値との2つの基準値に基づいて定められる。そのため、劣化情報は、1つの基準値(例えば、新品時点での特性値や、終末時点での特性値)のみに基づいて定められる上記の劣化係数に比べて、より精度良く電池の劣化状態を示すことができる。そのため、第1時点における電池の温度と第2時点における電池の温度との乖離が大きくても、劣化情報は、さほど温度に影響されず、その時々の劣化状態をより精度良く示すことができる。その劣化情報に基づいて、第2時点における電池の特性値を推定することにより、特性値の推定精度を向上させることができる。 Moreover, the deterioration information is determined based on the above-mentioned two reference values, the first reference value and the second reference value. Therefore, the deterioration information shows the deterioration state of the battery more accurately than the above-mentioned deterioration coefficient determined based on only one reference value (for example, the characteristic value at the time of new product or the characteristic value at the time of termination). Can be shown. Therefore, even if the difference between the battery temperature at the first time point and the battery temperature at the second time point is large, the deterioration information is not so affected by the temperature, and the deterioration state at each time can be shown more accurately. By estimating the characteristic value of the battery at the second time point based on the deterioration information, the estimation accuracy of the characteristic value can be improved.
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the invention.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の電池特性検知装置及びその周辺を示す回路図である。車両には、エンジンの他、電池10、回転電機60、負荷70等が搭載されている。その電池10に対して、電池特性検知装置20が設けられている。エンジンに対しては、起動スイッチ80が設けられている。電池10は、内部抵抗13を有する。以下では、この内部抵抗13の抵抗値を「電池10の抵抗値R」という。電池特性検知装置20は、基準値取得部25と、検出部31と、推定部32とを有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the battery characteristic detection device of the first embodiment and its surroundings. In addition to the engine, the vehicle is equipped with a
電池10は、本実施形態ではリチウム電池であるが、その他の電池であってもよい。負荷70は、各種電気機器等を含む。電池10は、回転電機60及び負荷70に給電する。また、電池10は、回転電機60により給電されて充電される。
The
次に、以下に示す各用語について説明する。電池10の劣化状態を示す値を「劣化値α」とする。本実施形態では、この「劣化値α」が、本発明でいう「劣化情報」に該当する。電池10が新品の時点を「新品時点tb」とする。本実施形態では、この「新品時点tb」が、本発明でいう「第1基準時点」に該当する。新品時点tbから、例えば10年等の所定期間が経過した時点を「終末時点te」とする。本実施形態では、この「終末時点te」が、本発明でいう「第2基準時点」に該当する。
Next, each term shown below will be described. A value indicating a deteriorated state of the
新品時点tbよりも後の所定時点を「第1時点t1」とする。詳しくは、本実施形態では、第1時点t1は、起動スイッチ80をOFFにする前に、最後に検出部31により劣化値αを検出したタイミングである。第1時点t1よりも後の所定時点を「第2時点t2」とする。詳しくは、本実施形態では、第2時点t2は、第1時点t1の後に起動スイッチ80をOFFにした後、最初に起動スイッチ80をONにしたタイミングである。
A predetermined time point after the new time point tb is referred to as "first time point t1". Specifically, in the present embodiment, the first time point t1 is the timing at which the deterioration value α is finally detected by the
第1時点t1における電池10の温度Tを「第1温度T1」とする。第2時点t2における電池10の温度Tを「第2温度T2」とする。第1時点t1における電池10の抵抗値Rを「第1抵抗値R1」とする。第2時点t2における電池10の抵抗値Rを「第2抵抗値R2」とする。
The temperature T of the
新品時点tb相当の劣化の電池10が温度Tに応じて有する抵抗値Rを「新品抵抗値Rb」とする。第1温度T1における新品抵抗値Rbを「第1新品抵抗値Rb1」とする。第2温度T2における新品抵抗値Rbを「第2新品抵抗値Rb2」とする。
The resistance value R of the deteriorated
終末時点te相当の劣化の電池10が温度Tに応じて有する抵抗値Rを「終末抵抗値Re」とする。第1温度T1における終末抵抗値Reを「第1終末抵抗値Re1」とする。第2温度T2における終末抵抗値Reを「第2終末抵抗値Re2」とする。
The resistance value R of the deteriorated
所定の対象時点における電池10の抵抗値Rと、当該対象時点の電池10の温度Tにおける終末抵抗値Reとの比(R/Re)を「劣化係数D」とする。本実施形態では、この「劣化係数D」が、本発明でいう「特性値」に該当する。第1時点t1における劣化係数Dを「第1劣化係数D1」とする。第2時点t2における劣化係数Dを「第2劣化係数D2」とする。
The ratio (R / Re) of the resistance value R of the
新品時点tb相当の劣化の電池10が温度Tに応じて有する劣化係数D=R/Reを、「新品劣化係数Db」とする。本実施形態では、この「新品劣化係数Db」が、本発明でいう「第1基準値」に該当する。第1温度T1における新品劣化係数Dbを「第1新品劣化係数Db1」とする。第2温度T2における新品劣化係数Dbを「第2新品劣化係数Db2」とする。
The deterioration coefficient D = R / Re possessed by the deteriorated
終末時点te相当の劣化の電池10が有する劣化係数Dを、「終末劣化係数De」とする。本実施形態では、この「終末劣化係数De」が、本発明でいう「第2基準値」に該当する。終末劣化係数Deは、「Re/Re」となることから、必然的に「1」になる。第1温度T1における終末劣化係数Deを「第1終末劣化係数De1」とする。第2温度T2における終末劣化係数Deを「第2終末劣化係数De2」とする。第1終末劣化係数De1及び第2終末劣化係数De2についても、いずれも必然的に「1」になる。
The deterioration coefficient D possessed by the deteriorated
次に、電池特性検知装置20について説明する。基準値取得部25は、電池10の温度Tと新品抵抗値Rbとの関係を示すマップと、電池10の温度Tと終末抵抗値Reとの関係を示すマップとを有している。これらのマップは、予め実験等に基づいて取得されたり、電池10の仕様等に基づいて予め取得されたりしている。それらのマップから、基準値取得部25は、必要に応じて、対象時点の温度Tにおける新品抵抗値Rbや終末抵抗値Reを取得することができる。さらに、それら新品抵抗値Rb及び終末抵抗値Reから、新品劣化係数Db=Rb/Reを取得することができる。基準値取得部25は、取得した数値を検出部31に提供する。
Next, the battery
検出部31は、第1劣化係数D1と第1新品劣化係数Db1と第1終末劣化係数De1とに基づいて、劣化値αを検出する。推定部32は、劣化値αと第2新品劣化係数Db2と第2終末劣化係数De2とに基づいて、第2劣化係数D2を推定する。
The
図2は、電池特性検知装置20による検出、推定等を示すブロック図である。まず、検出部31が、第1時点t1の電池10における電圧値と電流値とから、第1抵抗値R1を算出する(S101)。また、基準値取得部25が、第1温度T1から、第1新品抵抗値Rb1と第1終末抵抗値Re1と第1新品劣化係数Db1=Rb1/Re1とを算出する(S102)。
FIG. 2 is a block diagram showing detection, estimation, and the like by the battery
次に、検出部31が、第1抵抗値R1と第1終末抵抗値Re1とから、第1劣化係数D1=R1/Re1を算出する(S103)。次に、検出部31は、第1劣化係数D1と第1新品劣化係数Db1と第1終末劣化係数De1=1とに基づいて、劣化値αを算出する(S104)。この算出の詳細については後述する。
Next, the
次に、基準値取得部25が、第2温度T2から、第2新品抵抗値Rb2と第2終末抵抗値Re2と第2新品劣化係数Db2=Rb2/Re2とを算出する(S105)。次に、推定部32は、劣化値αと第2新品劣化係数Db2と第2終末劣化係数De2=1とに基づいて、第2劣化係数D2を推定する(S106)。この算出の詳細については後述する。次に、推定部32は、第2劣化係数D2=R2/Re2と第2終末抵抗値Re2とに基づいて、第2抵抗値R2を算出する(S107)。
Next, the reference
次に、その算出された第2抵抗値R2や、その算出過程で算出された劣化値αが使用される(S108)。具体的には、例えば、第2抵抗値R2に基づいて、電池10から回転電機60への出力に関する情報が求められる。また例えば、第2抵抗値R2に基づいて、その他の各負荷70への出力に関する情報も求められる。また例えば、劣化値αに基づいて、電池10の寿命等に関する情報が求められる。
Next, the calculated second resistance value R2 and the deterioration value α calculated in the calculation process are used (S108). Specifically, for example, information on the output from the
図3は、電池10の温度Tと、劣化係数Dとの関係を示すグラフである。新品抵抗値Rbと終末抵抗値Reとの温度Tに対する変化率が異なると、新品劣化係数Db=Rb/Reが一定にならず、温度Tにより変化することになる。その点、本実施形態では、図3(a)に示す所定温度Tx未満では、新品劣化係数Dbが一定にならず、温度Tにより変化する。他方、終末劣化係数De=Re/Reは常に「1」なので、温度Tにより変化しない。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature T of the
そのため、所定温度Tx未満では、新品劣化係数Dbと終末劣化係数Deとが平行にならない。この場合、新品劣化係数Dbのみに基づいて劣化値αを求めても、終末劣化係数Deのみに基づいて劣化値αを求めても、正しい劣化状態を推定することはできない。そのため、新品劣化係数Db及び終末劣化係数Deの双方に基づいて劣化値αを求める。その劣化値αに基づいて第2抵抗値R2を推定する。 Therefore, when the temperature is less than the predetermined temperature Tx, the new deterioration coefficient Db and the terminal deterioration coefficient De are not parallel. In this case, the correct deterioration state cannot be estimated even if the deterioration value α is obtained only based on the new deterioration coefficient Db or the deterioration value α is obtained based only on the terminal deterioration coefficient De. Therefore, the deterioration value α is obtained based on both the new deterioration coefficient Db and the terminal deterioration coefficient De. The second resistance value R2 is estimated based on the deterioration value α.
まず、図3(a)〜(c)を参照しつつ、上記のS104での劣化値αの算出について説明する。まず、図3(a)に示すように、劣化係数Dと温度Tとの関係を示すグラフに、第1時点t1における電池10の状態を示す点、すなわち第1温度T1及び第1劣化係数D1を示す点である第1点P1=(T1,D1)をプロットする。
First, the calculation of the deterioration value α in S104 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. First, as shown in FIG. 3A, the graph showing the relationship between the deterioration coefficient D and the temperature T shows the state of the
次に、図3(b)に示すように、第1温度T1での新品劣化係数Dbを示す点、すなわち第1温度T1と第1新品劣化係数Db1とを示す点である第1新品点Pb1=(T1,Db1)をプロットする。さらに、第1温度T1での終末劣化係数Deを示す点、すなわち第1温度T1と第1終末劣化係数De1=1とを示す点である第1終末点Pe1=(T1,1)をプロットする。 Next, as shown in FIG. 3B, the first new point Pb1 is a point showing the new deterioration coefficient Db at the first temperature T1, that is, the point showing the first temperature T1 and the first new deterioration coefficient Db1. = (T1, Db1) is plotted. Further, the first terminal point Pe1 = (T1,1), which is a point indicating the terminal deterioration coefficient De at the first temperature T1, that is, a point indicating the first temperature T1 and the first terminal deterioration coefficient De1 = 1, is plotted. ..
次に、図3(c)に示すように、第1終末点Pe1と第1新品点Pb1との差(1−Db1)を1(基準差)とした場合における、第1点P1と第1新品点Pb1との差(D1−Db1)の大きさ(D1−Db1)/(1−Db1)を、劣化値αとして算出する。 Next, as shown in FIG. 3C, when the difference (1-Db1) between the first end point Pe1 and the first new point Pb1 is set to 1 (reference difference), the first point P1 and the first point The magnitude (D1-Db1) / (1-Db1) of the difference (D1-Db1) from the new point Pb1 is calculated as the deterioration value α.
次に、図3(d)(e)を参照しつつ、上記のS106での第2劣化係数D2の推定について説明する。図3(d)に示すように、第2温度T2での新品劣化係数Dbを示す点、すなわち第2温度T2と第2新品劣化係数Db2とを示す点である第2新品点Pb2=(T2,Db2)をプロットする。さらに、第2温度T2での終末劣化係数Deを示す点、すなわち第2温度T2と第2終末劣化係数De2=1とを示す点である第2終末点Pe2=(T2,1)をプロットする。 Next, with reference to FIGS. 3 (d) and 3 (e), the estimation of the second deterioration coefficient D2 in S106 will be described. As shown in FIG. 3D, the second new point Pb2 = (T2), which is a point showing the new deterioration coefficient Db at the second temperature T2, that is, a point showing the second temperature T2 and the second new deterioration coefficient Db2. , Db2) is plotted. Further, a second terminal point Pe2 = (T2, 1), which is a point indicating the terminal deterioration coefficient De at the second temperature T2, that is, a point indicating the second temperature T2 and the second terminal deterioration coefficient De2 = 1, is plotted. ..
次に、図3(e)に示すように、第2終末点Pe2と第2新品点Pb2との差(1−Db2)に劣化値αを乗じた数値α×(1−Db2)を算出し、当該数値α×(1−Db2)を、第2新品点Pb2=(T2,Db2)の劣化係数Dの座標(Db2)に加えた点を算出する。その点を、第2点P2=(T2,D2)と推定する。これにより、第2劣化係数D2を推定する。 Next, as shown in FIG. 3 (e), the numerical value α × (1-Db2) obtained by multiplying the difference (1-Db2) between the second terminal point Pe2 and the second new point Pb2 by the deterioration value α is calculated. , The numerical value α × (1-Db2) is added to the coordinates (Db2) of the deterioration coefficient D of the second new point Pb2 = (T2, Db2) to calculate the point. That point is estimated as the second point P2 = (T2, D2). As a result, the second deterioration coefficient D2 is estimated.
図4(a)は、各劣化値αにおける劣化係数Dと温度Tとの関係を示すグラフである。図4(b)は、各相当劣化年数Yにおける劣化係数Dと温度Tとの関係を示すイメージ図である。相当劣化年数Yは、電池10が何年相当の劣化であるかを示す値である。このように、劣化値αが一定の場合における劣化係数Dと温度Tとの関係と、相当劣化年数Yが一定の場合における劣化係数Dと温度Tとの関係は、類似するため、劣化値αから相当劣化年数Yを算出することができる。
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the deterioration coefficient D and the temperature T at each deterioration value α. FIG. 4B is an image diagram showing the relationship between the deterioration coefficient D and the temperature T at each equivalent deterioration age Y. The equivalent number of years of deterioration Y is a value indicating how many years the
図5は、上記のとおり、第1時点t1で劣化値αを検出し、第2時点t2で第2抵抗値R2を推定する場合における、各値の推移を示すグラフである。詳しくは、図5(a)は、起動スイッチ80のON,OFFの推移を示すグラフである。以下では、起動スイッチ80をONにすることを、単に「起動ON」といい、起動スイッチ80をOFFにすることを、単に「起動OFF」という。図5(b)は、電池10の温度Tの推移を示すグラフである。図5(c)は、抵抗値Rの実測タイミングを示すグラフである。図5(d)は、電池10の抵抗値Rの推移を示すグラフである。図5(e)は、劣化係数Dの推移を示すグラフである。図5(f)は、劣化値αの推移を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the transition of each value when the deterioration value α is detected at the first time point t1 and the second resistance value R2 is estimated at the second time point t2 as described above. Specifically, FIG. 5A is a graph showing the transition of ON / OFF of the
図5(a)に示すように、起動ON期間中の第1時点t1で、図5(c)に示すように、第1抵抗値R1が実測される。それにより、図5(d)〜(f)に示すように、第1抵抗値R1と第1劣化係数D1と劣化値αとが検出される。次に、図5(a)に示すように、第1時点t1よりも後の所定の起動OFF時点tiで起動OFFになる。 As shown in FIG. 5A, the first resistance value R1 is actually measured at the first time point t1 during the activation ON period, as shown in FIG. 5C. As a result, as shown in FIGS. 5 (d) to 5 (f), the first resistance value R1, the first deterioration coefficient D1, and the deterioration value α are detected. Next, as shown in FIG. 5A, the start-off is turned off at a predetermined start-off time point ti after the first time point t1.
図5(b)に示すように、起動OFF時点ti以後、電池10の温度Tが変化したものとする。これに伴い、図5(d)に破線で示すように、実際の抵抗値Rが変化し、さらに図5(e)に破線で示すように、実際の劣化係数Dも若干変化する。しかし、図5(f)に破線で示すように、劣化値αは殆ど変化しない。
As shown in FIG. 5B, it is assumed that the temperature T of the
次に、図5(a)に示すように、起動OFF時点ti以後の第2時点t2で起動ONになると、図5(d)〜(f)に示すように、保存されている劣化値αに基づいて第2劣化係数D2が推定されると共に、その第2劣化係数D2に基づいて第2抵抗値R2が算出される。 Next, as shown in FIG. 5 (a), when the start is turned on at the second time point t2 after the start-off time ti, as shown in FIGS. 5 (d) to 5 (f), the stored deterioration value α The second deterioration coefficient D2 is estimated based on the above, and the second resistance value R2 is calculated based on the second deterioration coefficient D2.
他方、比較例の場合は、劣化値αではなく第1劣化係数D1が保存され、その第1劣化係数D1に基づいて、第2時点t2での抵抗値Rが推定されるものとする。その場合、第1劣化係数D1は実際の第2時点t2の劣化係数Dとは異なるものになるため、そこから算出される抵抗値Rも、実際の抵抗値Rとは異なるものになる。 On the other hand, in the case of the comparative example, it is assumed that the first deterioration coefficient D1 is stored instead of the deterioration value α, and the resistance value R at the second time point t2 is estimated based on the first deterioration coefficient D1. In that case, since the first deterioration coefficient D1 is different from the actual deterioration coefficient D at the second time point t2, the resistance value R calculated from the first deterioration coefficient D1 is also different from the actual resistance value R.
次に、図5(c)に示すように、第2時点t2よりも後の実測時点tjで、実際の抵抗値Rが実測される。よって、本実施形態では、図5(d)(e)に示すように、第2時点t2から実測時点tjまでの間で、比較例に比べて実際に近い劣化係数D及び抵抗値Rを推定することができる。 Next, as shown in FIG. 5C, the actual resistance value R is actually measured at the actual measurement time point tj after the second time point t2. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e), the deterioration coefficient D and the resistance value R, which are closer to the actual ones than in the comparative example, are estimated between the second time point t2 and the actual measurement time point tj. can do.
本実施形態によれば、第2抵抗値R2を推定することにより、実測時点tjでの抵抗値Rの実測を待たなくても、第2時点t2でただちに抵抗値Rを把握することができる。そのため、第2時点t2以後、すぐに電池10を使えるようになり、電池10を使える期間が増加する。そのため、回転電機60を駆動できる期間や、回転電機60により回生発電を行うことができる期間が増加して、燃費が向上する。
According to the present embodiment, by estimating the second resistance value R2, the resistance value R can be immediately grasped at the second time point t2 without waiting for the actual measurement of the resistance value R at the actual measurement time point tj. Therefore, the
また、本実施形態では、劣化係数Dに基づいて劣化値α及び第2抵抗値R2を算出するので、他の用途で劣化係数Dを求める必要がある場合には、当該劣化係数Dを利用して劣化値α及び第2抵抗値R2を算出することができる。また、劣化係数D=R/Reを用いることで終末劣化係数De=Re/Reが常に「1」になるので、基準値取得部25は第1終末劣化係数De1や第2終末劣化係数De2を取得する必要がなく、計算がシンプルになる。また、劣化情報を、数値である劣化値αにすることにより、劣化情報をシンプルにできる。また、起動スイッチ80をOFFにする前に最後に検出部31により劣化値αを検出した時点を、第1時点t1とすることにより、なるべく最新の劣化値αを用いて、第2時点t2での抵抗値Rを推定できる。
Further, in the present embodiment, the deterioration value α and the second resistance value R2 are calculated based on the deterioration coefficient D. Therefore, when it is necessary to obtain the deterioration coefficient D for other purposes, the deterioration coefficient D is used. The deterioration value α and the second resistance value R2 can be calculated. Further, since the terminal deterioration coefficient De = Re / Re is always set to "1" by using the deterioration coefficient D = R / Re, the reference
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等については同一の符号を付する。本実施形態については、第1実施形態をベースに、ことと異なる点を中心に説明する。本実施形態では、劣化値αの代わりに等劣化線βを求める。本実施形態では、この「等劣化線β」が、本発明でいう「劣化情報」に該当する。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. In the following embodiments, the same or corresponding members as those of the previous embodiments are designated by the same reference numerals. The present embodiment will be described based on the first embodiment, focusing on the differences. In the present embodiment, the iso-deterioration line β is obtained instead of the deterioration value α. In the present embodiment, this "iso-deterioration line β" corresponds to the "deterioration information" in the present invention.
図6は、電池10の温度Tと劣化係数Dとの関係を示すグラフである。以下に、等劣化線βの検出と第2劣化係数D2の推定とについて説明する。まず、図6(a)に示すように、第1点P1=(T1,D1)をプロットする。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature T of the
次に、図6(b)に示すように、第1点P1を通る等劣化線βを算出する。等劣化線βは、電池10の同一の劣化状態において、劣化係数Dと電池10の温度Tとの関係を示す線である。等劣化線βは、新品劣化係数Dbと終末劣化係数Deとに基づいて定められる。そのため、等劣化線βは、新品劣化係数Dbを示す線と終末劣化係数De=1を示す線との双方に、平均的に沿って引かれる。具体的には、この等劣化線βは、例えば、第1実施形態でいう劣化値αが同一の値になる点の集合とすることができる。
Next, as shown in FIG. 6B, the isodegradation line β passing through the first point P1 is calculated. The isodegradation line β is a line showing the relationship between the deterioration coefficient D and the temperature T of the
なお、図に破線で示す比較例は、劣化係数D=R/Reが一定になる線を等劣化線βにした場合、すなわち新品劣化係数Db=Rb/Reには基づかずに、終末劣化係数De=Re/Re=1に基づいて、等劣化線βを引いた場合を示している。この比較例の場合、等劣化線βは、終末劣化係数De=1を示す線には沿うが、本実施形態の場合のように、新品劣化係数Dbを示す線と終末劣化係数De=1を示す線との双方に、平均的に沿うことはない。 In the comparative example shown by the broken line in the figure, when the line where the deterioration coefficient D = R / Re is constant is set to the equal deterioration line β, that is, the terminal deterioration coefficient is not based on the new deterioration coefficient Db = Rb / Re. The case where the isodegradation line β is drawn based on De = Re / Re = 1 is shown. In the case of this comparative example, the iso-deterioration line β follows the line showing the terminal deterioration coefficient De = 1, but as in the case of the present embodiment, the line showing the new deterioration coefficient Db and the terminal deterioration coefficient De = 1 are set. It does not follow both the lines shown on average.
次に、図6(c)に示すように、第2温度T2と等劣化線βとの交点を、第2点P2=(T2,D2)として算出する。 Next, as shown in FIG. 6C, the intersection of the second temperature T2 and the isodegradation line β is calculated as the second point P2 = (T2, D2).
本実施形態によれば,等劣化線βを求めることにより、第1新品点Pb1、第1終末点Pe1、第2新品点Pb2、第2終末点Pe2を求めなくても、等劣化線βと第2温度T2とから直接的に第2劣化係数D2を推定できる。 According to the present embodiment, by obtaining the isodegradation line β, the isodegradation line β can be obtained without obtaining the first new point Pb1, the first terminal point Pe1, the second new point Pb2, and the second terminal point Pe2. The second deterioration coefficient D2 can be estimated directly from the second temperature T2.
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態については、第2実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。本実施形態では、第1劣化係数D1及び第2劣化係数D2を求めずに、第1抵抗値R1から直接的に第2抵抗値R2を推定する。具体的には、第1抵抗値R1から、等劣化線βとは異なる等劣化線γを用いて、第2抵抗値R2を推定する。
[Third Embodiment]
Next, the third embodiment will be described. The present embodiment will be described with reference to the second embodiment, focusing on differences from the second embodiment. In the present embodiment, the second resistance value R2 is estimated directly from the first resistance value R1 without obtaining the first deterioration coefficient D1 and the second deterioration coefficient D2. Specifically, the second resistance value R2 is estimated from the first resistance value R1 by using the isodegrade line γ different from the isodegrade line β.
よって、本実施形態では、「劣化係数D=R/Re」ではなく、「抵抗値R」自体が、本発明でいう「特性値」に該当する。そして、「等劣化線γ」が、本発明でいう「劣化情報」に該当する。 Therefore, in the present embodiment, the “resistance value R” itself, not the “deterioration coefficient D = R / Re”, corresponds to the “characteristic value” in the present invention. Then, the "iso-deterioration line γ" corresponds to the "deterioration information" in the present invention.
図7は、電池10の温度Tと抵抗値Rとの関係を示すグラフである。以下に、等劣化線γの検出及び第2抵抗値R2の推定について説明する。まず、図7(a)に示すように、第1点P1=(T1,R1)をプロットする。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the temperature T of the
次に、図7(b)に示すように、第1点P1を通る等劣化線γを算出する。等劣化線γは、電池10の同一の劣化状態において、抵抗値Rと電池10の温度Tとの関係を示す線である。等劣化線γは、新品抵抗値Rbと終末抵抗値Reとに基づいて定められる。そのため、等劣化線γは、新品抵抗値Rbを示す線と終末抵抗値Reを示す線との双方に、平均的に沿って引かれる。
Next, as shown in FIG. 7B, the equi-degradation line γ passing through the first point P1 is calculated. The isodegradation line γ is a line showing the relationship between the resistance value R and the temperature T of the
なお、図に破線で示す比較例は、劣化係数D=R/Reが同じになる点の集合を等劣化線γにした場合、すなわち新品抵抗値Rbには基づかずに、終末抵抗値Reに基づいて等劣化線γを引いた場合を示している。この比較例の場合、等劣化線γは、終末抵抗値Reを示す線には沿うが、本実施形態の場合のように、新品抵抗値Rbを示す線と終末抵抗値Reを示す線との双方に、平均的に沿うことはない。 In the comparative example shown by the broken line in the figure, when the set of points having the same deterioration coefficient D = R / Re is set to the equi-deterioration line γ, that is, the terminal resistance value Re is not based on the new resistance value Rb. It shows the case where the isodegradation line γ is drawn based on the above. In the case of this comparative example, the isodegradation line γ follows the line indicating the terminal resistance value Re, but as in the case of the present embodiment, the line indicating the new resistance value Rb and the line indicating the terminal resistance value Re Both are not on average.
次に、図7(c)に示すように、第2温度T2と等劣化線γとの交点を、第2点P2=(T2,R2)として算出する。 Next, as shown in FIG. 7C, the intersection of the second temperature T2 and the isodegradation line γ is calculated as the second point P2 = (T2, R2).
本実施形態によれば、第1劣化係数D1=R1/Re1及び第2劣化係数D2=R2/Re2を求めなくても、第1抵抗値R1から直接的に第2抵抗値R2を推定することができる。 According to this embodiment, the second resistance value R2 is estimated directly from the first resistance value R1 without obtaining the first deterioration coefficient D1 = R1 / Re1 and the second deterioration coefficient D2 = R2 / Re2. Can be done.
[第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態については、第2実施形態をベースに、これと異なる点を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, the fourth embodiment will be described. The present embodiment will be described with reference to the second embodiment, focusing on differences from the second embodiment.
図8は、電池10の温度Tと抵抗値Rとの関係を示すグラフである。本実施形態では、等劣化線βが段階的に変化する。本実施形態によれば、等劣化線βの情報量を減らすことができ、それにより処理をシンプルにすることができる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature T of the
[他の実施形態]
本実施形態は、例えば次のように変更して実施することもできる。エンジンを、モータや、エンジンとモータとのハイブリッド等の、各種走行用の動力装置に変更してもよい。新品時点tbの代わりに、1年相当劣化時点を用いてもよい。終末時点teの代わりに、5年相当劣化時点を用いてもよい。
[Other Embodiments]
The present embodiment may be modified and implemented as follows, for example. The engine may be changed to a motor or a power unit for various traveling such as a hybrid of the engine and the motor. Instead of the new time point tb, a one year equivalent deterioration time point may be used. Instead of the terminal point te, a point of deterioration equivalent to 5 years may be used.
第1、第2、第4実施形態において、劣化係数Dを、終末抵抗値Reと対象時点の抵抗値Rとの比(R/Re)にするのに代えて、新品抵抗値Rbと対象時点の抵抗値Rとの比(R/Rb)にしてもよい。この場合、終末劣化係数Deの代わりに、新品劣化係数Dbが常に「1」になる。 In the first, second, and fourth embodiments, instead of setting the deterioration coefficient D to the ratio (R / Re) of the terminal resistance value Re and the resistance value R at the target time point, the new resistance value Rb and the target time point are used. The ratio (R / Rb) to the resistance value R of In this case, the new deterioration coefficient Db is always "1" instead of the terminal deterioration coefficient De.
第2実施形態をベースに、本発明でいう「特性値」を劣化係数Dから抵抗値Rに代えて第3実施形態にした場合と同様に、第1、第4実施形態をベースに、本発明でいう「特性値」を劣化係数Dから抵抗値Rに代えてもよい。この場合、第1、第4実施形態をベースにした態様において、第3実施形態の場合と同様に、第1劣化係数D1=R1/Re1及び第2劣化係数D2=R2/Re2を求めなくても、第1抵抗値R1から直接的に第2抵抗値R2を推定することができる。 Based on the second embodiment, the present invention is based on the first and fourth embodiments, as in the case where the "characteristic value" referred to in the present invention is changed from the deterioration coefficient D to the resistance value R to the third embodiment. The "characteristic value" referred to in the invention may be changed from the deterioration coefficient D to the resistance value R. In this case, in the embodiment based on the first and fourth embodiments, the first deterioration coefficient D1 = R1 / Re1 and the second deterioration coefficient D2 = R2 / Re2 are not obtained as in the case of the third embodiment. Also, the second resistance value R2 can be estimated directly from the first resistance value R1.
劣化値αや等劣化線β,γの算出を、毎回の起動OFFの前のタイミングにするのに代えて、例えば1ヵ月に1回等、所定期間に1回にしてもよい。劣化状態の時間変化は通常緩やかであるからである。 Instead of calculating the deterioration value α and the iso-deterioration lines β and γ at the timing before each start-off, the deterioration value α and the iso-deterioration lines β and γ may be calculated once in a predetermined period such as once a month. This is because the time change of the deteriorated state is usually gradual.
劣化値αや等劣化線β,γによる第2抵抗値R2の推定は、第1温度T1と第2温度T2との差が所定以上の場合にのみ行い、その他の場合には、第1抵抗値R1を第2抵抗値R2として引き継ぐか、第1劣化係数D1を第2劣化係数D2として引き継ぐようにしてもよい。 The second resistance value R2 is estimated by the deterioration value α and the isodegradation lines β and γ only when the difference between the first temperature T1 and the second temperature T2 is equal to or more than a predetermined value, and in other cases, the first resistance is estimated. The value R1 may be inherited as the second resistance value R2, or the first deterioration coefficient D1 may be inherited as the second deterioration coefficient D2.
新品劣化係数Dbの温度Tに対する変化比率と終末劣化係数Deの温度Tに対する変化比率との両変化比率は、同じであってもよい。この場合であっても、電池特性検知装置20は、当該両変化比率が同じであっても異なっていても対応できるという効果を奏する。
Both the change ratio of the new deterioration coefficient Db with respect to the temperature T and the change ratio of the terminal deterioration coefficient De with respect to the temperature T may be the same. Even in this case, the battery
電池10の充電量(SOC)の違いにより、抵抗値Rが少なからず変化する場合等には、さらに、充電量に基づいて第2抵抗値R2を補正するようにしてもよい。
When the resistance value R changes not a little due to the difference in the charge amount (SOC) of the
抵抗値Rの代わりに電池容量を用いてもよい。すなわち、第1、第2、第4実施形態において、劣化係数Dを、終末抵抗値Reと対象時点の抵抗値Rとの比(R/Re)にするのに代えて、終末電池容量と対象時点の電池容量の比にしてもよい。また、第3実施形態において、抵抗値Rを電池容量に代えてもよい。 The battery capacity may be used instead of the resistance value R. That is, in the first, second, and fourth embodiments, instead of setting the deterioration coefficient D to the ratio (R / Re) of the terminal resistance value Re and the resistance value R at the target time point, the terminal battery capacity and the target It may be the ratio of the battery capacity at the time. Further, in the third embodiment, the resistance value R may be replaced with the battery capacity.
α…劣化値、β…等劣化線、γ…等劣化線、10…電池、20…電池特性検知装置、31…検出部、32…推定部、D…劣化係数、D1…第1劣化係数、D2…第2劣化係数、Db…新品劣化係数、De1…第1終末劣化係数、R…抵抗値、R1…第1抵抗値、R2…第2抵抗値、Rb…新品抵抗値、Re…終末抵抗値、T…温度、T1…第1温度、T2…第2温度、t1…第1時点、t2…第2時点、tb…新品時点、te…終末時点。 α ... deterioration value, β ... iso-deterioration line, γ ... iso-deterioration line, 10 ... battery, 20 ... battery characteristic detection device, 31 ... detection unit, 32 ... estimation unit, D ... deterioration coefficient, D1 ... first deterioration coefficient, D2 ... 2nd deterioration coefficient, Db ... New deterioration coefficient, De1 ... 1st terminal deterioration coefficient, R ... Resistance value, R1 ... 1st resistance value, R2 ... 2nd resistance value, Rb ... New resistance value, Re ... Terminal resistance Value, T ... temperature, T1 ... first temperature, T2 ... second temperature, t1 ... first time point, t2 ... second time point, tb ... new time point, te ... terminal time point.
Claims (7)
所定の第1時点(t1)における前記特性値(D1,R1)と、前記第1時点での前記電池の温度(T1)における、前記第1基準値及び前記第2基準値とに基づいて、前記電池の劣化状態を示す情報である劣化情報(α,β,γ)を検出する検出部(31)と、
検出された前記劣化情報と、前記第1時点よりも後の所定の第2時点(t2)での前記電池の温度(T2)とに基づいて、前記第2時点における前記特性値(D2,R2)を推定する推定部(32)と、
を有する電池特性検知装置。 The characteristic values (D, R) corresponding to the temperature (T) of the battery possessed by the deteriorated battery corresponding to the predetermined first reference time point (tb) are set as the first reference value (Db, Rb), and the first reference value (Db, Rb) is defined. The characteristic value according to the temperature of the battery possessed by the battery having deteriorated equivalent to the second reference time point (te) after the reference time point is set as the second reference point value (De, Re).
Based on the characteristic values (D1, R1) at a predetermined first time point (t1) and the first reference value and the second reference value at the battery temperature (T1) at the first time point. A detection unit (31) that detects deterioration information (α, β, γ), which is information indicating the deterioration state of the battery, and
Based on the detected deterioration information and the temperature (T2) of the battery at a predetermined second time point (t2) after the first time point, the characteristic value (D2, R2) at the second time point is used. ), And the estimation unit (32)
Battery characteristic detection device with.
前記第1時点は、前記車両の走行用の動力装置の起動スイッチ(80)をOFFにする前に、最後に前記検出部により前記劣化情報を検出したタイミングである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電池特性検知装置。 The battery is a battery mounted on a vehicle.
The first time point is any of claims 1 to 5, which is a timing at which the deterioration information is finally detected by the detection unit before the start switch (80) of the power unit for traveling the vehicle is turned off. The battery characteristic detection device according to item 1.
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