JP6933109B2 - 二次電池の劣化状態推定方法および二次電池システム - Google Patents
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Description
<二次電池システムの構成>
図1は、実施の形態1に係る二次電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。図1を参照して、車両1は、ハイブリッド車両である。しかし、本開示に係る電池システムが搭載可能な車両はハイブリッド車両(プラグインハイブリッド車を含む)に限られない。本開示に係る電池システムは、二次電池システムから供給される電力を用いて駆動力を発生させる車両全般に搭載可能である。そのため、車両1は、電気自動車またな燃料電池車であってもよい。
以上のように構成された車両1の走行中においては、バッテリ10の電圧VB、電流IB、温度TBおよびSOCが時間経過とともに変化し得る。なお、車両1の「走行中」とは、車両1がイグニッションオンされて走行可能な状態であればよく、車両1が一時停止した状態が含まれていてもよい。
図4は、バッテリ10のインピーダンス成分を説明するための図である。図4には、バッテリ10(より詳細には各セル12)の正極、負極およびセパレータの等価回路図の一例が示されている。一般に、二次電池のインピーダンス成分は、直流抵抗RDCと、反応抵抗Rcと、拡散抵抗Rdとに大別される。
本実施の形態においては、前述のような周波数域毎のインピーダンス成分の算出にフーリエ変換が用いられる。
FFTの精度を確保するためには、サンプリング周期毎に繰り返し取得されたデータ(電圧VBおよび電流IB)を、ある程度の期間、ECU100のメモリ102に蓄積した上でFFTを実施することが求められる。このようにデータを蓄積する期間を「データ取得期間」とも記載する。なお、データ取得期間は、本開示に係る「所定期間」に相当する。
図11は、実施の形態1におけるバッテリ10の劣化状態の判定方法を示すフローチャートである。図11および後述する図14に示すフローチャートは、車両1の走行中に所定周期が経過する度にメインルーチンから呼び出されて実行される。各ステップ(Sと略す)は、基本的にはECU100によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU100内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
バッテリ10のインピーダンス(各周波数域のインピーダンス成分)は、電流依存性、温度依存性およびSOC依存性を有し得る。そのため、あるデータ取得期間中にバッテリ10の電流IB、温度TBおよびSOCのいずれかが過度に変化した場合には、そのデータ取得期間中のある期間(変化前の期間)と別の期間(変化後の期間)とでは依存性(電流依存性、温度依存性またはSOC依存性)の影響が異なるにもかかわらず一括してフーリエ変換(FFT)が実施されることになるので、高精度にインピーダンスを算出することができなくなる可能性がある。
Claims (3)
- 車両に搭載された二次電池について制御装置により実行される、二次電池の劣化状態推定方法であって、
前記二次電池の電圧値および電流値を所定期間に複数回取得してメモリに格納するステップと、
前記メモリに格納された前記複数回の電圧値および電流値の測定結果に対して周波数変換を行なうことにより、前記二次電池の電圧値および電流値を周波数毎に算出するステップと、
周波数毎に算出された前記二次電池の電流値について第1および第2の条件が成立するか否かを判定するステップと、
前記第1および第2の条件のうちの少なくとも一方が不成立である場合に、周波数変換された電圧値および電流値から前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分を算出する一方で、前記第1および第2の条件がいずれも成立する場合には、前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分の算出を行なわないステップと、
算出された周波数域毎のインピーダンス成分を用いて、各周波数域に応じた劣化モードの前記二次電池の劣化状態を推定するステップとを含み、
前記第1の条件は、第1の周波数域における前記二次電池の電流値が第1の基準値よりも大きいとの条件であり、
前記第2の条件は、前記第1の周波数域よりも高い第2の周波数域における前記二次電池の電流値が第2の基準値よりも小さいとの条件であり、
前記第2の基準値は、前記第1の基準値よりも小さい、二次電池の劣化状態推定方法。 - 前記所定期間における、前記二次電池の電流変化幅、前記二次電池の温度変化幅および前記二次電池のSOC変化幅を算出するステップと、
前記所定期間における前記二次電池の温度、電流またはSOC毎に定められた、前記電流変化幅の許容上限を示す許容電流変化幅、前記温度変化幅の許容上限を示す許容温度変化幅、および、前記SOC変化幅の許容上限を示す許容SOC変化幅を前記二次電池の温度、電流またはSOCから取得するステップとをさらに含み、
前記第1および第2の条件のうちの少なくとも一方が不成立である場合に、周波数変換された電圧値および電流値から前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分を算出する一方で、前記第1および第2の条件がいずれも成立する場合には、前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分の算出を行なわないステップは、前記電流変化幅が前記許容電流変化幅を下回るとの電流条件、前記温度変化幅が前記許容温度変化幅を下回るとの温度条件、および、前記SOC変化幅が前記許容SOC変化幅を下回るとのSOC条件がいずれも成立するとの条件下において実行される、請求項1に記載の二次電池の劣化状態推定方法。 - 車両に搭載可能に構成された二次電池システムであって、
二次電池と、
メモリを含み、前記二次電池の劣化状態を推定するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池の電圧値および電流値を所定期間に複数回取得して前記メモリに格納し、
前記メモリに格納された前記複数回の電圧値および電流値の測定結果に対して周波数変換を行なうことにより、前記二次電池の電圧値および電流値を周波数毎に算出し、
周波数毎に算出された前記二次電池の電流値について第1および第2の条件が成立するか否かを判定し、
前記第1および第2の条件のうちの少なくとも一方が不成立である場合に、周波数変換された電圧値および電流値から前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分を算出する一方で、前記第1および第2の条件がいずれも成立する場合には、前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分の算出を行なわず、
算出された周波数域毎のインピーダンス成分を用いて、各周波数域に応じた劣化モードの前記二次電池の劣化状態を推定し、
前記第1の条件は、第1の周波数域における前記二次電池の電流値が第1の基準値よりも大きいとの条件であり、
前記第2の条件は、前記第1の周波数域よりも高い第2の周波数域における前記二次電池の電流値が第2の基準値よりも小さいとの条件であり、
前記第2の基準値は、前記第1の基準値よりも小さい、二次電池システム。
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