JP4085682B2 - Vehicle power management method, vehicle power management device, and vehicle power management program - Google Patents

Vehicle power management method, vehicle power management device, and vehicle power management program Download PDF

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JP4085682B2 JP2002114788A JP2002114788A JP4085682B2 JP 4085682 B2 JP4085682 B2 JP 4085682B2 JP 2002114788 A JP2002114788 A JP 2002114788A JP 2002114788 A JP2002114788 A JP 2002114788A JP 4085682 B2 JP4085682 B2 JP 4085682B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用電源管理方法および車両用電源管理装置であって、さらに詳しくは、車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用される車両用電源管理方法および車両用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地球温暖化の防止や省資源化の観点から、ハイブリッド(Hybrid Vehicle、以下HVと称する。)車が注目されている。HV車は、車両に搭載された2次電池等の車両用電源を備えており、これを動力源としてモータを駆動して走行する。
【0003】
HV車は車両停止中は、この2次電池を用いて駆動装置として機能するモータ・ジェネレータを動作させることで、補機類(エアコンディショナ等)を駆動する。そのため、車両停止中、エンジンは停止している。また、発進時は、2次電池にを用いてモータ・ジェネレータが車両を駆動する。このとき、エンジンも再始動する。これにより、HV車は燃料消費率を向上させることができる。
【0004】
よって、HV車では、車両停止中および発進時において、2次電池からの出力電圧が所定値以上に保持されている必要がある。車両停車中および発進時において、2次電池から出力される電圧が不充分であれば、車両停止中に補機類が十分機能しない、または、発進時に十分な加速が得られないといった問題が生じる。
【0005】
2次電池は通常、経年変化により劣化する。すなわち、二次電池は充放電を繰り返すことでその内部抵抗が上昇するため、車両停車中または発進時に利用される2次電池の出力電圧が低下する。
【0006】
したがって、HV車においては特に、2次電池の劣化状況を常時把握しておくことが必要である。
【0007】
2次電池の劣化状況の判定方法としては、2次電池の内部抵抗を求める方法が挙げられる。2次電池の内部抵抗によりその劣化状況を判定する方法では、求めた内部抵抗値の大きさにより劣化度合いを判断する。
【0008】
以上より、2次電池の劣化状況の判定方法としてその内部抵抗を求める場合、劣化状況をより正確に把握するためには、より正確な内部抵抗を容易に求める必要がある。内部抵抗を求めることで2次電池の劣化状況を判定する方法としては、特開平8−336202号公報、特開2001−208813公報、特開2001−228226公報がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平8−336202号公報による電池状態(電池の劣化状況)の判別方法では、同一条件での放電下において、2次電池の放電電流および電圧を測定している。よって、測定値に誤差を含む可能性がある。
【0010】
また、特開2001−208813公報では、正確な内部抵抗を算出するために、無負荷時の電圧である開放電圧(Open Circuit Voltage:以下、OCVと称する)と負荷時の放電電流および電圧とを用いて内部抵抗を算出する方法を開示している。しかしながら、HV車においては、無負荷時の電圧であるOCVを測定できる機会が少ない。その結果、2次電池の劣化状況を頻繁に判定するのは困難である。
【0011】
同様に、特開2001−228226公報では、無負荷で平衡状態にあるときに測定されたOCVとその後に測定された放電電流、電圧より、内部抵抗を算出している。しかしながら、この方法では、無負荷での平衡状態が成立しなければOCVを測定できない。よって、特開2001−208813公報と同じく、OCVを測定する機会が少なく、2次電池の劣化状況を常時判定するのは困難である。
【0012】
この発明の目的は、正確かつ容易に2次電池の劣化状況を判定できる車両用電源管理方法および車両用電源管理装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両用電源管理方法は、車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用される車両用電源管理方法であって、車両停止中の第1の所定時期に、車両用電源の第1の電圧と第1の放電電流とを測定するステップと、車両発進時から所定期間経過後の第2の所定時期に、車両用電源の第2の電圧と第2の放電電流とを測定するステップと、第1および第2の電圧と、第1および第2の放電電流とから、車両用電源の内部抵抗を算出するステップと、算出された内部抵抗に基づいて、車両用電源の劣化状況を判定するステップとを含む。
【0014】
車両は停止と発進を繰り返すため、本発明による車両用電源管理方法では容易に第1および第2の放電電流と第1および第2の電圧とを測定できる。その結果、常時2次電池の劣化状況を把握することができる。さらに、停止時と発進時とで異なる放電電流および電圧を測定し、内部抵抗を算出することから、正確な内部抵抗を算出できる。
【0015】
好ましくは、内部抵抗を算出するステップはさらに、第1および第2の電圧と、第1および第2の放電電流とから算出された内部抵抗を容量補正するステップと、容量補正された内部抵抗を温度補正するステップとを含む。
【0016】
これにより、本発明による車両電源管理方法では、より正確に内部抵抗を算出することができる。
【0017】
この発明による車両用電源管理装置は、車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用される車両用電源管理装置であって、測定手段と、算出手段と、判定手段とを含む。測定手段は、車両用電源の電圧と放電電流とを測定し、より具体的には、車両停止中の第1の所定時期と、車両発進時から所定期間経過後の第2の所定時期とに車両用電源の電圧と放電電流とを測定する。算出手段は、測定手段で測定された電圧および放電電流に基づいて車両用電源の内部抵抗を算出する。判定手段は、算出された内部抵抗に基づいて、車両用電源の劣化状況を判定する。
【0018】
車両は停止と発進を繰り返すため、本発明による車両用電源管理方法では容易に第1および第2の放電電流と第1および第2の電圧とを測定できる。その結果、常時2次電池の劣化状況を把握することができる。さらに、停止時と発進時とで異なる放電電流および電圧を測定し、内部抵抗を算出することから、正確な内部抵抗を算出できる。
【0019】
好ましくは、算出手段はさらに、測定手段で測定された電圧および放電電流に基づいて算出された内部抵抗を温度補正し、かつ、容量補正した内部抵抗を算出する。
【0020】
これにより、本発明による車両電源管理方法では、より正確に内部抵抗を算出することができる。
【0021】
この発明による車両用電源管理プログラムは、車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用されるコンピュータに実行させるための車両用電源管理プログラムであって、車両停止中の第1の所定時期に、車両用電源の第1の電圧と第1の放電電流とを測定するステップと、車両発進時から所定期間経過後の第2の所定時期に、車両用電源の第2の電圧と第2の放電電流とを測定するステップと、第1および第2の電圧と、第1および第2の放電電流とから、車両用電源の内部抵抗を算出するステップと、算出された内部抵抗に基づいて、車両用電源の劣化状況を判定するステップとを含む。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0023】
図1はこの発明の実施の形態による車両用電源管理装置の構成を示すブロック図である。
【0024】
車両用電源管理装置10は、インバータ1と、モータ・ジェネレータ2と、ECU(Electrical Control Unit)3と、電流計4と、車両用電源5と、電圧センサ6と、温度センサ7とを含む。
【0025】
モータ・ジェネレータ2は、3相交流誘導モータまたは同期モータである。モータ・ジェネレータ2の駆動力は発進時に車輪に伝達される。さらにモータ・ジェネレータ2は、通常走行時または減速時に発電機として使用される。モータ・ジェネレータの発電作用により発電された電圧は、インバータ1を介して車両用電源5に供給される。モータ・ジェネレータ2は車体8に接地されている。
【0026】
インバータ1は、モータ・ジェネレータ2をモータとして機能させるときは、車両用電源5から出力される直流電圧を交流電圧に変換する。また、モータ・ジェネレータ2を発電機として機能されるときは、モータ・ジェネレータ2で発生した交流電圧を直流電圧に変換し、車両用電源5を充電する。
【0027】
車両用電源5は、たとえば、鉛蓄電池やニッカド電池、ニッケル・水素電池、リチウム2次電池等の充放電可能な2次電池である。車両用電源5は、車体8に接地されている。
【0028】
電流計4は、ECU3からの指令にしたがって、車両用電源5の放電電流を測定し、その結果をECU3に送信する。
【0029】
電圧センサ6は、ECU3からの指令にしたがって、車両用電源5の電圧を測定し、その結果をECU3に送信する。
【0030】
温度センサ7は、ECU3からの指令にしたがって、車両用電源5の温度を測定し、その結果をECU3に送信する。
【0031】
ECU3は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)および入出力装置(以上、いずれも図示せず)などを含むマイクロコンピュータである。ECU3には車両用電源管理プログラムが予め記憶されている。
【0032】
ECU3は、測定部31と、算出部32と、判定部33とを含み、車体8に接地されている。測定部31は所定時に電流計4と電圧センサ6と温度センサ7にそれぞれ放電電流、電圧、温度を測定するように指示し、その測定結果を取得する。また、算出部32は、測定部31が取得した放電電流および電圧を用いて、車両用電源5の内部抵抗を算出する。さらに、算出部32は算出した内部抵抗に対して、温度補正および容量補正を行なう。判定部33は算出部32により決定されたに内部抵抗に基づいて、車両用電源5の劣化状況を判定する。
【0033】
以上の構成を有する車両用電源管理装置10の動作について説明する。
図2は図1に示す車両用電源管理装置10の動作を示すフローチャートである。また、図3は、HV車における停車中(補機駆動中)と始動時とエンジン回転時における車両用電源の電圧および放電電流を示すグラフである。なお、停車中とは、HV車が赤信号等で車両を停車している状態であって、このときエンジンは停止しており、モータ・ジェネレータ2により、エアコン等の補機を駆動している期間である。また、始動時とは、停止している車両を駆動する段階で、このときモータ・ジェネレータ2により車両を駆動するとともに、エンジンを再回転させる期間である。エンジン回転時とは、エンジンによる駆動のみで車両を走行させる期間であり、このとき、モータ・ジェネレータ2の発電機能により車両用電源5は所定量まで充電される。
【0034】
図2および図3を参照して、車両停止中、すなわち、エアコン等の補機の駆動中の時刻t1において、ECU3内の測定部31は、電流計4に車両用電源5の放電電流を測定するよう指示し、その測定結果I1を受ける。また、測定部31は電圧センサ6に車両用電源の電圧を測定するよう指示し、その測定結果V1を受ける。同様に、測定部31は温度センサ7に対して、車両用電源5の温度を測定するように指示し、その測定結果T1を受ける(ステップS1)。
【0035】
HV車が時刻t2で始動すると、モータ・ジェネレータ2は車両を駆動する。このとき、時刻t2から所定期間中は、モータ・ジェネレータ2が加速状態となるため、放電電流および電圧が安定しない。しかしながら、時刻t2からエンジンが所定回数回転した時刻t3直前において、モータ・ジェネレータ2が加速状態から定常状態へと移行する。その結果、時刻t3では、車両用電源の放電電流および電圧が安定する。なお、時刻t3はエンジンの回転数で決定される。
【0036】
始動時に車両用電源5の放電電流および電圧が安定した時刻t3に、ECU3内の測定部31は電流計4および電圧センサ6に対して、再び放電電流および電圧を測定するように指示する。その結果、測定部31は電流計4および電圧センサ6により、車両用電源5の放電電流I2および電圧V2を取得する(ステップS2)。
【0037】
続いて、ECU3内の算出部32は、測定した放電電流I1およびI2と、電圧V1およびV2とを用いて車両用電源の内部抵抗Rを算出する(ステップ3)。内部抵抗R1は以下の式で算出される。
【0038】
R1=(V1−V2)/(I1−I2)
以上の算出方法により、算出部32は、OCVに関わらず、内部抵抗を算出することができる。また、車両の停止時および発進時における放電電流および電圧を求めるため、頻繁に、かつ、容易に、内部抵抗を算出できる。
【0039】
さらに、算出部32はステップS3で求めた内部抵抗R1に対して容量補正および温度補正を行なう(ステップS4)。なお、容量とは充電状態(State of Charge:以下、SOCと称する)のことをいう。
【0040】
図4は、車両用電源の内部抵抗とSOCと温度との関係を示す図である。
なお、図4のグラフは縦軸は内部抵抗を示し、横軸は温度を示す。また、C0は出荷時の車両用電源のSOC=S0における温度と内部抵抗との関係である。C1は使用時の車両用電源のSOC=S1における温度と内部抵抗との関係である。同様に、C2は使用時の車両用電源のSOC=S0における温度と内部抵抗との関係式である。なお、算出部32内には経験的に求めた内部抵抗とSOC、温度との関係式f(S,T)が記憶されている。
【0041】
ここで、算出部32による内部抵抗R1の補正方法について説明する。
はじめに、ステップS1で取得した車両用電源5の温度,SOC,内部抵抗がそれぞれT1,S1,R1であったとする。
【0042】
ここで、SOC=S1における内部抵抗R1を、基準SOC=S0時の内部抵抗に換算すると、経験的に求めた、内部抵抗とSOCと温度との関係式f(S,T)よりR2となる。
【0043】
さらに、R2を基準温度T0時の内部抵抗R0に換算する。内部抵抗R0は、上述した経験的に求めた、内部抵抗とSOCと温度との関係式をf(S,T)とすると、以下の式で求められる。
【0044】
R0=R1×f(S1,T1)
以上の方法により、抵抗R1から、所定SOCおよび所定温度における抵抗に補正した補正抵抗R0を算出できる。
【0045】
続いて、判定部33は車両用電源5の劣化状況について判定する(ステップS5)。判定は以下の方法により行なう。
【0046】
補正抵抗R0により車両用電源5の劣化状況を判定する場合、判定部33は、補正抵抗R0が図4に示す所定の基準抵抗Rxを超えているか否かを判定する。補正抵抗R0が基準抵抗Rxよりも小さい場合、判定部33は車両用電源5が使用可能であると判定する。補正抵抗R0が基準抵抗Rxよりも大きい場合、判定部33は車両用電源5が劣化していると判定する。また、判定基準を複数設定することもできる。判定基準を複数設定した場合、劣化レベルに応じた車両用電源の最適制御を行なうことができる。
【0047】
一方、他の方法によっても判定を行なうことができる。
使用時(SOC=S0)における車両用電源の温度Tの場合の内部抵抗をRとする。また、出荷時(SOC=S0)における車両用電源の温度Tでの内部抵抗をRsとする。ここで、判定値Gを以下のように定義する。
【0048】
G=R/Rs
判定部33は、判定値Gが所定の基準値を超えているか否かを判定することもできる。
【0049】
図4を参照して、使用時におけるSOC=S0,車両用電源5の温度=T1での内部抵抗は、C2から内部抵抗R2である。また、出荷時におけるSOC=S0,車両用電源の温度=T1での内部抵抗は、C0からR3である。よって、判定値Gは以下の式で求められる。
【0050】
G=R2/R3
判定部33は、判定値Gが所定の基準値を超えているか否かを判定する。
判定値Gが基準値よりも小さい場合、判定部33は車両用電源5が使用可能であると判定する。判定値Gが基準値よりも大きい場合、判定部33は車両用電源5が劣化していると判定する。
【0051】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと解釈されるべきである。本発明の範囲は上述した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって定められ、特許請求の範囲と均等の意味およびその範囲内でのすべての変更が含まれることを意図するものである。
【0052】
【発明の効果】
車両は停止と発進を繰り返すため、本発明による車両用電源管理方法および車両用電源管理装置では容易に第1および第2の放電電流と第1および第2の電圧とを測定できる。その結果、容易にかつ頻繁に2次電池の劣化状況を把握することができる。さらに、停止時と発進時とで異なる放電電流および電圧を測定し、内部抵抗を算出することから、OCVを測定する必要がなく、正確な内部抵抗を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態による車両用電源管理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1中に示す車両用電源管理装置10の動作を示すフローチャートである。
【図3】 HV車における停車中(補機駆動中)と始動時とエンジン回転時における車両用電源の電圧および放電電流を示すグラフである。
【図4】 車両用電源の内部抵抗とSOCと温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 インバータ、2 モータ・ジェネレータ、3 ECU、4 電流計、5 車両用電源、6 電圧センサ、7 温度センサ、8 車体、10 車両用電源管理装置、31 測定部、32 算出部、33 判定部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power management method and a vehicle power management device, and more particularly, in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts. The present invention relates to a vehicle power supply management method and a vehicle power supply apparatus used.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoint of global warming prevention and resource saving, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HV) are attracting attention. The HV vehicle includes a power source for a vehicle such as a secondary battery mounted on the vehicle, and travels by driving a motor using this as a power source.
[0003]
While the vehicle is stopped, the HV vehicle drives auxiliary equipment (such as an air conditioner) by operating a motor / generator functioning as a drive device using the secondary battery. Therefore, the engine is stopped while the vehicle is stopped. At the time of starting, the motor / generator drives the vehicle using the secondary battery. At this time, the engine is also restarted. Thereby, the HV vehicle can improve the fuel consumption rate.
[0004]
Therefore, in the HV vehicle, the output voltage from the secondary battery needs to be maintained at a predetermined value or more when the vehicle is stopped and at the time of starting. If the voltage output from the secondary battery is insufficient when the vehicle is stopped and at the time of starting, there is a problem that the auxiliary machinery does not function sufficiently while the vehicle is stopped, or sufficient acceleration cannot be obtained at the time of starting. .
[0005]
Secondary batteries usually deteriorate with age. That is, since the internal resistance of the secondary battery is increased by repeatedly charging and discharging, the output voltage of the secondary battery used when the vehicle is stopped or at the time of starting is decreased.
[0006]
Therefore, it is necessary to keep track of the deterioration status of the secondary battery at all times, particularly in HV vehicles.
[0007]
As a method for determining the deterioration status of the secondary battery, there is a method for obtaining the internal resistance of the secondary battery. In the method of determining the deterioration state based on the internal resistance of the secondary battery, the degree of deterioration is determined based on the obtained internal resistance value.
[0008]
As described above, when the internal resistance is obtained as a method of determining the deterioration state of the secondary battery, it is necessary to easily obtain a more accurate internal resistance in order to grasp the deterioration state more accurately. As methods for determining the deterioration status of the secondary battery by obtaining the internal resistance, there are JP-A-8-336202, JP-A-2001-20881, and JP-A-2001-228226.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method for determining a battery state (battery deterioration state) disclosed in JP-A-8-336202, the discharge current and voltage of the secondary battery are measured under discharge under the same conditions. Therefore, there is a possibility that the measurement value includes an error.
[0010]
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-208813, in order to calculate an accurate internal resistance, an open circuit voltage (hereinafter referred to as OCV) which is a no-load voltage, a discharge current and a voltage at the time of load are calculated. A method for calculating the internal resistance using the method is disclosed. However, in an HV vehicle, there are few opportunities to measure OCV, which is a voltage at no load. As a result, it is difficult to frequently determine the deterioration status of the secondary battery.
[0011]
Similarly, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-228226, the internal resistance is calculated from the OCV measured when there is no load and in an equilibrium state, and the discharge current and voltage measured thereafter. However, with this method, the OCV cannot be measured unless an unloaded equilibrium state is established. Therefore, as in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-20881, there are few opportunities to measure OCV, and it is difficult to always determine the deterioration state of the secondary battery.
[0012]
An object of the present invention is to provide a vehicle power management method and a vehicle power management device that can accurately and easily determine a deterioration state of a secondary battery.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A vehicle power management method according to the present invention is a vehicle power management method used in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts. Measuring the first voltage and the first discharge current of the vehicle power source at a first predetermined time while the vehicle is stopped, and at a second predetermined time after the lapse of a predetermined period from the start of the vehicle. Measuring a second voltage and a second discharge current of the power supply; calculating an internal resistance of the vehicle power supply from the first and second voltages and the first and second discharge currents; And determining a deterioration state of the power source for the vehicle based on the calculated internal resistance.
[0014]
Since the vehicle repeatedly stops and starts, the vehicle power management method according to the present invention can easily measure the first and second discharge currents and the first and second voltages. As a result, the deterioration state of the secondary battery can always be grasped. In addition, since the internal resistance is calculated by measuring different discharge currents and voltages at the time of stopping and at the time of starting, an accurate internal resistance can be calculated.
[0015]
Preferably, the step of calculating the internal resistance further includes a step of correcting the capacity of the internal resistance calculated from the first and second voltages and the first and second discharge currents; and Correcting the temperature.
[0016]
Thereby, in the vehicle power management method according to the present invention, the internal resistance can be calculated more accurately.
[0017]
A vehicle power management device according to the present invention is a vehicle power management device used in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts. It includes measurement means, calculation means, and determination means. The measuring means measures the voltage and discharge current of the vehicle power supply, and more specifically, at a first predetermined time when the vehicle is stopped and a second predetermined time after a predetermined period has elapsed since the vehicle started. Measure the voltage and discharge current of the vehicle power supply. The calculating means calculates the internal resistance of the vehicle power supply based on the voltage and discharge current measured by the measuring means. The determination means determines a deterioration state of the vehicle power supply based on the calculated internal resistance.
[0018]
Since the vehicle repeatedly stops and starts, the vehicle power management method according to the present invention can easily measure the first and second discharge currents and the first and second voltages. As a result, the deterioration state of the secondary battery can always be grasped. In addition, since the internal resistance is calculated by measuring different discharge currents and voltages at the time of stopping and at the time of starting, an accurate internal resistance can be calculated.
[0019]
Preferably, the calculating means further calculates the internal resistance after correcting the temperature and correcting the capacity of the internal resistance calculated based on the voltage and the discharge current measured by the measuring means.
[0020]
Thereby, in the vehicle power management method according to the present invention, the internal resistance can be calculated more accurately.
[0021]
The vehicle power supply management program according to the present invention is a vehicle power supply that is executed by a computer used in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts. A management program for measuring a first voltage and a first discharge current of a vehicle power supply at a first predetermined time when the vehicle is stopped; and a second after a predetermined period has elapsed since the vehicle started. At a predetermined time, from the step of measuring the second voltage and the second discharge current of the vehicle power supply, the first and second voltages, and the first and second discharge currents, the inside of the vehicle power supply A step of calculating a resistance, and a step of determining a deterioration state of the power source for the vehicle based on the calculated internal resistance.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle power management device according to an embodiment of the present invention.
[0024]
The vehicle power management device 10 includes an inverter 1, a motor / generator 2, an ECU (Electrical Control Unit) 3, an ammeter 4, a vehicle power supply 5, a voltage sensor 6, and a temperature sensor 7.
[0025]
The motor / generator 2 is a three-phase AC induction motor or a synchronous motor. The driving force of the motor / generator 2 is transmitted to the wheels when starting. Further, the motor / generator 2 is used as a generator during normal running or deceleration. The voltage generated by the power generation action of the motor / generator is supplied to the vehicle power source 5 via the inverter 1. The motor / generator 2 is grounded to the vehicle body 8.
[0026]
When the motor / generator 2 functions as a motor, the inverter 1 converts a DC voltage output from the vehicle power supply 5 into an AC voltage. When the motor / generator 2 functions as a generator, the AC voltage generated by the motor / generator 2 is converted into a DC voltage, and the vehicle power supply 5 is charged.
[0027]
The vehicle power source 5 is a secondary battery capable of charging and discharging, such as a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel / hydrogen battery, and a lithium secondary battery. The vehicle power supply 5 is grounded to the vehicle body 8.
[0028]
The ammeter 4 measures the discharge current of the vehicle power supply 5 in accordance with a command from the ECU 3 and transmits the result to the ECU 3.
[0029]
The voltage sensor 6 measures the voltage of the vehicle power supply 5 in accordance with a command from the ECU 3 and transmits the result to the ECU 3.
[0030]
The temperature sensor 7 measures the temperature of the vehicle power supply 5 in accordance with a command from the ECU 3 and transmits the result to the ECU 3.
[0031]
The ECU 3 is a microcomputer including a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), an input / output device (none of which is shown). The ECU 3 stores a vehicle power management program in advance.
[0032]
The ECU 3 includes a measuring unit 31, a calculating unit 32, and a determining unit 33, and is grounded to the vehicle body 8. The measuring unit 31 instructs the ammeter 4, the voltage sensor 6, and the temperature sensor 7 to measure the discharge current, voltage, and temperature, respectively, at a predetermined time, and acquires the measurement results. In addition, the calculation unit 32 calculates the internal resistance of the vehicle power supply 5 using the discharge current and voltage acquired by the measurement unit 31. Further, the calculation unit 32 performs temperature correction and capacity correction on the calculated internal resistance. The determination unit 33 determines the deterioration status of the vehicle power supply 5 based on the internal resistance determined by the calculation unit 32.
[0033]
The operation of the vehicle power management device 10 having the above configuration will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the vehicle power management device 10 shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the voltage and discharge current of the vehicle power supply when the HV vehicle is stopped (during auxiliary driving), at startup, and at engine rotation. The term "stopped" refers to a state in which the HV vehicle is stopped by a red signal or the like. At this time, the engine is stopped and an auxiliary device such as an air conditioner is driven by the motor / generator 2. It is a period. In addition, the time of starting is a period in which the motor / generator 2 drives the vehicle and the engine is rotated again at the stage of driving the stopped vehicle. The time when the engine is rotating is a period during which the vehicle is driven only by driving by the engine. At this time, the vehicle power source 5 is charged to a predetermined amount by the power generation function of the motor / generator 2.
[0034]
Referring to FIGS. 2 and 3, at time t1 when the vehicle is stopped, that is, when an auxiliary device such as an air conditioner is being driven, measurement unit 31 in ECU 3 measures the discharge current of vehicle power supply 5 by ammeter 4. To receive the measurement result I1. In addition, the measurement unit 31 instructs the voltage sensor 6 to measure the voltage of the vehicle power supply, and receives the measurement result V1. Similarly, the measurement unit 31 instructs the temperature sensor 7 to measure the temperature of the vehicle power supply 5 and receives the measurement result T1 (step S1).
[0035]
When the HV vehicle starts at time t2, the motor / generator 2 drives the vehicle. At this time, since the motor / generator 2 is in an accelerated state for a predetermined period from time t2, the discharge current and voltage are not stable. However, immediately before time t3 when the engine has rotated a predetermined number of times from time t2, the motor / generator 2 shifts from the acceleration state to the steady state. As a result, at time t3, the discharge current and voltage of the vehicle power supply are stabilized. Time t3 is determined by the engine speed.
[0036]
At the time t3 when the discharge current and voltage of the vehicle power supply 5 are stabilized at the start, the measuring unit 31 in the ECU 3 instructs the ammeter 4 and the voltage sensor 6 to measure the discharge current and voltage again. As a result, the measurement unit 31 acquires the discharge current I2 and the voltage V2 of the vehicle power source 5 by the ammeter 4 and the voltage sensor 6 (step S2).
[0037]
Subsequently, the calculation unit 32 in the ECU 3 calculates the internal resistance R of the vehicle power source using the measured discharge currents I1 and I2 and the voltages V1 and V2 (step 3). The internal resistance R1 is calculated by the following formula.
[0038]
R1 = (V1-V2) / (I1-I2)
With the above calculation method, the calculation unit 32 can calculate the internal resistance regardless of the OCV. Further, since the discharge current and voltage at the time of stopping and starting of the vehicle are obtained, the internal resistance can be calculated frequently and easily.
[0039]
Furthermore, the calculation unit 32 performs capacity correction and temperature correction for the internal resistance R1 obtained in step S3 (step S4). The capacity means a state of charge (hereinafter referred to as SOC).
[0040]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the internal resistance, SOC, and temperature of the vehicle power supply.
In the graph of FIG. 4, the vertical axis indicates internal resistance, and the horizontal axis indicates temperature. C0 is the relationship between the temperature and the internal resistance at SOC = S0 of the vehicle power supply at the time of shipment. C1 is the relationship between the temperature and the internal resistance at SOC = S1 of the vehicle power supply in use. Similarly, C2 is a relational expression between the temperature and the internal resistance at the SOC = S0 of the vehicle power source in use. The calculating unit 32 stores an empirically obtained relational expression f (S, T) between the internal resistance, the SOC, and the temperature.
[0041]
Here, a method of correcting the internal resistance R1 by the calculation unit 32 will be described.
First, it is assumed that the temperature, SOC, and internal resistance of the vehicle power source 5 acquired in step S1 are T1, S1, and R1, respectively.
[0042]
Here, when the internal resistance R1 at SOC = S1 is converted into the internal resistance at the time of the reference SOC = S0, R2 is obtained from the relational expression f (S, T) of the internal resistance, SOC, and temperature obtained empirically. .
[0043]
Further, R2 is converted into an internal resistance R0 at the reference temperature T0. The internal resistance R0 can be obtained by the following expression, where f (S, T) is a relational expression between the internal resistance, the SOC, and the temperature obtained empirically as described above.
[0044]
R0 = R1 × f (S1, T1)
By the above method, the correction resistor R0 corrected to the resistance at the predetermined SOC and the predetermined temperature can be calculated from the resistor R1.
[0045]
Subsequently, the determination unit 33 determines the deterioration state of the vehicle power supply 5 (step S5). The determination is made by the following method.
[0046]
When determining the deterioration status of the vehicle power supply 5 by the correction resistor R0, the determination unit 33 determines whether or not the correction resistor R0 exceeds the predetermined reference resistance Rx shown in FIG. When the correction resistor R0 is smaller than the reference resistor Rx, the determination unit 33 determines that the vehicle power source 5 can be used. When the correction resistor R0 is larger than the reference resistor Rx, the determination unit 33 determines that the vehicle power source 5 has deteriorated. A plurality of determination criteria can also be set. When a plurality of determination criteria are set, optimal control of the vehicle power supply according to the deterioration level can be performed.
[0047]
On the other hand, the determination can be made by other methods.
Let R be the internal resistance when the temperature T of the vehicle power supply is in use (SOC = S0). Further, the internal resistance at the temperature T of the vehicle power supply at the time of shipment (SOC = S0) is Rs. Here, the determination value G is defined as follows.
[0048]
G = R / Rs
The determination unit 33 can also determine whether or not the determination value G exceeds a predetermined reference value.
[0049]
Referring to FIG. 4, the internal resistance at the time of use of SOC = S0 and temperature of vehicle power supply 5 = T1 is from C2 to internal resistance R2. Further, the internal resistance at the time of shipment of SOC = S0 and the temperature of the vehicle power supply = T1 is C0 to R3. Therefore, the determination value G is obtained by the following formula.
[0050]
G = R2 / R3
The determination unit 33 determines whether or not the determination value G exceeds a predetermined reference value.
When the determination value G is smaller than the reference value, the determination unit 33 determines that the vehicle power source 5 is usable. When the determination value G is larger than the reference value, the determination unit 33 determines that the vehicle power source 5 has deteriorated.
[0051]
The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, not the embodiment described above, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
[0052]
【The invention's effect】
Since the vehicle repeatedly stops and starts, the first and second discharge currents and the first and second voltages can be easily measured by the vehicle power management method and the vehicle power management device according to the present invention. As a result, the deterioration state of the secondary battery can be grasped easily and frequently. Furthermore, since the discharge current and voltage which are different at the time of stopping and at the time of starting are measured and the internal resistance is calculated, it is not necessary to measure the OCV, and an accurate internal resistance can be calculated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle power management device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the vehicle power management device 10 shown in FIG.
FIG. 3 is a graph showing a voltage and a discharge current of a vehicle power source when the HV vehicle is stopped (when an auxiliary machine is being driven), during start-up, and when the engine is rotating.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship among internal resistance, SOC, and temperature of a vehicle power source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter, 2 Motor generator, 3 ECU, 4 Ammeter, 5 Power supply for vehicles, 6 Voltage sensor, 7 Temperature sensor, 8 Vehicle body, 10 Power management device for vehicles, 31 Measurement part, 32 Calculation part, 33 Determination part.

Claims (5)

車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用される車両用電源管理方法であって、
前記車両停止中の第1の所定時期に、前記車両用電源の第1の電圧と第1の放電電流とを測定するステップと、
前記車両発進時から所定期間経過後の第2の所定時期に、前記車両用電源の第2の電圧と第2の放電電流とを測定するステップと、
前記第1および第2の電圧と、前記第1および第2の放電電流とから、前記車両用電源の内部抵抗を算出するステップと、
前記算出された内部抵抗に基づいて、前記車両用電源の劣化状況を判定するステップとを含む、車両用電源管理方法。
A vehicle power management method used in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts,
Measuring a first voltage and a first discharge current of the power source for the vehicle at a first predetermined time when the vehicle is stopped;
Measuring a second voltage and a second discharge current of the vehicle power supply at a second predetermined time after a predetermined period has elapsed since the vehicle started;
Calculating an internal resistance of the vehicle power source from the first and second voltages and the first and second discharge currents;
Determining a deterioration state of the vehicle power source based on the calculated internal resistance.
前記内部抵抗を算出するステップはさらに、
前記第1および第2の電圧と、前記第1および第2の放電電流とから算出された内部抵抗を容量補正するステップと、
前記容量補正された内部抵抗を温度補正するステップとを含む、請求項1に記載の車両用電源管理方法。
The step of calculating the internal resistance further includes
Capacity correcting the internal resistance calculated from the first and second voltages and the first and second discharge currents;
The vehicle power management method according to claim 1, further comprising a step of performing temperature correction on the capacity-corrected internal resistance.
車両停止時は補機駆動を行ない、車両発進時の所定期間は車両駆動を行なう電動発電機を有する車両において使用される車両用電源管理装置であって、
前記車両用電源の電圧と放電電流とを測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された電圧および放電電流に基づいて前記車両用電源の内部抵抗を算出する算出手段と、
前記算出された内部抵抗に基づいて、前記車両用電源の劣化状況を判定する判定手段とを含み、
前記測定手段は、前記車両停止中の第1の所定時期と、前記車両発進時から所定期間経過後の第2の所定時期とに前記車両用電源の電圧と放電電流とを測定する、車両用電源管理装置。
A vehicle power management device used in a vehicle having a motor generator that drives an auxiliary machine when the vehicle is stopped and drives the vehicle for a predetermined period when the vehicle starts,
Measuring means for measuring the voltage and discharge current of the vehicle power supply;
Calculating means for calculating an internal resistance of the vehicle power supply based on the voltage and discharge current measured by the measuring means;
Determination means for determining a deterioration state of the vehicle power supply based on the calculated internal resistance,
The measuring means measures a voltage and a discharge current of the vehicle power source at a first predetermined time when the vehicle is stopped and a second predetermined time after a predetermined period has elapsed since the start of the vehicle. Power management device.
前記算出手段はさらに、
前記測定手段で測定された電圧および放電電流に基づいて算出された内部抵抗を容量補正し、かつ、温度補正した内部抵抗を算出する、請求項3に記載の車両用電源管理装置。
The calculating means further includes
The vehicle power management device according to claim 3, wherein the internal resistance calculated based on the voltage and the discharge current measured by the measuring unit is subjected to capacity correction, and the temperature-corrected internal resistance is calculated.
請求項1または請求項2に記載のステップをコンピュータに実行させるための車両用電源管理プログラム。A vehicle power management program for causing a computer to execute the steps according to claim 1 or 2.
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