JP6499075B2 - 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 - Google Patents
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Description
このような構成によれば、様々な種類の二次電池の状態を微少電流領域でも正確に検出することが可能となる。
このような構成によれば、暗電流値に応じて素子値が非線形に変化する反応抵抗の影響を考慮して、二次電池の状態を正確に検出することができる。
このような構成によれば、暗電流値に応じて素子値が非線形に変化する導電抵抗および電気二重層容量の少なくとも一方の影響を考慮して、二次電池の状態を正確に検出することができる。
このような構成によれば、変動因子を考慮して、二次電池の状態をより正確に検出することができる。
このような構成によれば、変動因子に基づいて電圧降下値を補正し、より正確な電圧降下値を求めることができる。
このような構成によれば、二次電池の変動因子の少なくとも一つを用いて、等価回路成分および暗電流に起因した電圧降下値を補正することで、より正確な電圧降下値を求めることができる。
このような構成によれば、変動因子である温度、充電状態、および、成層化電圧を考慮して二次電池の状態を正確に検出することができる。
このような方法によれば、様々な種類の二次電池の状態を微少電流領域でも正確に検出することが可能となる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る二次電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、二次電池状態検出装置1は、制御部10、電圧センサ11、電流センサ12、温度センサ13、および、放電回路15を主要な構成要素としており、二次電池14の状態を検出する。ここで、制御部10は、電圧センサ11、電流センサ12、および、温度センサ13からの出力を参照し、二次電池14の状態を検出する。電圧センサ11は、二次電池14の端子電圧を検出し、制御部10に通知する。電流センサ12は、二次電池14に流れる電流を検出し、制御部10に通知する。温度センサ13は、二次電池14自体または周囲の環境温度を検出し、制御部10に通知する。放電回路15は、例えば、直列接続された半導体スイッチと抵抗素子等によって構成され、制御部10によって半導体スイッチがオン/オフ制御されることにより二次電池14を間欠的に放電させる。
つぎに、第1実施形態の動作について説明する。車両が停車され、エンジン17が停止されると、負荷19である電動ステアリングモータ、デフォッガ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等の動作が停止され、時計、カーセキュリティシステム、および、二次電池状態検出装置等のみの動作となるので、二次電池14から負荷19に流れる電流は、暗電流と呼ばれる微弱な電流(数mA〜数百mA程度の電流)のみとなる。そこで、車両のエンジン17が停止されてから一定の時間(例えば、1時間)が経過するとともに、二次電池14から負荷19に流れる電流が所定の閾値未満(例えば、数百mA未満)になった場合には、CPU10aは、エンジン17の停止状態であって、暗電流が流れている状態になったと判定し、二次電池14の状態を推定するために、以下に説明するように、二次電池14の開回路電圧OCV(Open Circuit Voltage)を測定する。
+内部変数(T,SOC,Z) ・・・(1)
つぎに、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比較すると、構成は図1〜図3に示す場合と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。図9は、第2実施形態において実行される処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。なお、図9において、図7と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図9では、図7と比較すると、ステップS13の処理がステップS23に置換されている。それ以外は、図7と同様である。そこで、以下では、ステップS23を中心に説明する。
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の第1実施形態では、式(1)には係数A(T,SOC,Vs)を含むようにしたが、含まないようにしてもよい。また、式(2)には係数A(T,SOC,Vs)を含まないようにしたが、含むようにしてもよい。内部変数(T,SOC,Z)についても同様に、式(1)および式(2)に含まないようにしてもよい。
10 制御部
10a CPU
10b ROM
10c RAM
10d 通信部
10e I/F
11 電圧センサ
12 電流センサ(電流検出手段)
13 温度センサ
14 二次電池
15 放電回路
16 オルタネータ
17 エンジン
18 スタータモータ
19 負荷
111 電圧取得モジュール
112 電流取得モジュール
113 変動因子取得モジュール
114 等価回路成分算出モジュール(算出手段)
115 等価回路成分補正モジュール
116 電圧降下値計算モジュール(推測手段)
117 電圧降下値補正モジュール
118 開回路電圧計算モジュール(検出手段)
Claims (8)
- 車両に搭載される二次電池の状態を検出する二次電池状態検出装置において、
前記二次電池に流れる電流の値を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の等価回路を構成する等価回路成分を算出する算出手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流の値であって、前記車両を停車した後に前記二次電池に流れる暗電流の値と、前記算出手段によって算出された前記等価回路成分の値と、前記二次電池の温度の値と、を少なくとも以下の式(1)の指数関数または以下の式(2)の対数関数に適用して前記暗電流の値に起因する電圧降下値を推測する推測手段と、
ΔV=係数A(T,SOC,Vs,Z)×EXP(T,SOC,Z,I)+内部変数(T,SOC,Z)・・・(1)
ΔV=内部変数(T,SOC,Z)−ln(T,SOC,Z,I)・・・(2)
前記推測手段によって推測された前記電圧降下値に基づいて前記二次電池の状態を検出する状態検出手段と、
を有することを特徴とする二次電池状態検出装置。 - 前記等価回路成分は、少なくとも反応抵抗を含むことを特徴とする請求項1に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記等価回路成分は、導電抵抗および電気二重層容量の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項2に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記等価回路成分が、前記二次電池の変動因子の少なくとも一つを用いて補正されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記暗電流に起因した前記電圧降下値が、前記二次電池の変動因子の少なくとも一つを用いて補正されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記等価回路成分、および前記暗電流に起因した前記電圧降下値が、前記二次電池の変動因子の少なくとも一つを用いて補正されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池状態検出装置。
- 前記変動因子は、前記二次電池の充電状態、および、成層化電圧の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の二次電池状態検出装置。
- 車両に搭載される二次電池の状態を検出する二次電池状態検出方法において、
前記二次電池に流れる電流の値を検出する電流検出ステップと、
前記二次電池の等価回路を構成する等価回路成分を算出する算出ステップと、
前記電流検出ステップにおいて検出された電流の値であって、前記車両を停車した後に前記二次電池に流れる暗電流の値と、前記算出ステップにおいて算出された前記等価回路成分の値と、前記二次電池の温度の値と、を少なくとも以下の式(1)の指数関数または以下の式(2)の対数関数に適用して前記暗電流の値に起因する電圧降下値を推測する推測ステップと、
ΔV=係数A(T,SOC,Vs,Z)×EXP(T,SOC,Z,I)+内部変数(T,SOC,Z)・・・(1)
ΔV=内部変数(T,SOC,Z)−ln(T,SOC,Z,I)・・・(2)
前記推測ステップにおいて推測された前記電圧降下値に基づいて前記二次電池の状態を検出する状態検出ステップと、
を有することを特徴とする二次電池状態検出方法。
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