JP7226147B2 - 電池監視装置 - Google Patents
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Description
以下、「電池監視装置」を車両(例えば、ハイブリッド車や電気自動車)の電源システムに適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
測定周波数fが周波数閾値fmのときは、図4に示すように、確実に位相θ>0となり、かつ、抵抗Racとなる周波数と、抵抗Racと抵抗Rdcの合計値Rtotalとなる周波数の間になる。このため、位相θがゼロで、測定周波数fが周波数閾値fmよりも大きい場合には、複素インピーダンスの絶対値|Z|が抵抗Racに相当すると判定することができる。一方、位相θがゼロで、測定周波数fが周波数閾値fmよりも小さい場合には、複素インピーダンスの絶対値|Z|が合計値Rtotalに相当すると判定することができる。
次に、第2実施形態の電池監視装置50について説明する。インピーダンス算出処理において、Avarage(X)、Avarage(Y)の算出精度を向上させるためには、ある程度の期間、電池セル42から交流信号Iを出力させ、掛算値X,Yをある程度繰り返して取得することが望ましい。しかしながら、図3の電池セル42のインピーダンスモデルに示すように、コンデンサCが存在しているため、掛算値X,Yをある程度繰り返して取得する場合、図12に示すような問題が生じる。
上記実施形態を以下のように変更してもよい。
Claims (5)
- 電解質と複数の電極とを含む蓄電池(42)の状態を監視する電池監視装置(50)において、
前記蓄電池には、抵抗及びスイッチ部の直列接続体により構成され、前記蓄電池の蓄電状態に応じて、前記蓄電池を放電させる均等化回路(52)が接続されており、
所定の出力期間中、前記スイッチ部のオンオフを切り替えることにより、前記蓄電池から前記抵抗に矩形波信号を出力させる信号発生部(60)と、
前記出力期間中でないときにおける前記蓄電池の端子間電圧を検出して基準電圧とし、前記出力期間中における前記蓄電池の端子間電圧を検出して、前記基準電圧を減算することにより、前記出力期間における前記蓄電池の電圧変動である応答信号を取得する応答信号取得部(51,65)と、
前記出力期間中、第1の参照信号の値と前記応答信号の値とを経時的に掛算して掛算値を算出し、当該掛算値の時間平均から、前記蓄電池の複素インピーダンスの実部に比例した値を算出するとともに、前記出力期間中、第2の参照信号の値と前記応答信号の値を経時的に掛算して掛算値を算出し、当該掛算値の時間平均から、前記蓄電池の複素インピーダンスの虚部に比例した値を算出する算出部(66,67,68,69,70,71,64)と、を備え、
前記第1の参照信号は、前記矩形波信号と同じタイミングでハイ状態及びロー状態が切り替えられる矩形波の信号であり、
前記第2の参照信号は、前記第1の参照信号がハイ状態となるタイミングでロー状態とり、ロー状態となるタイミングでハイ状態となる矩形波の信号である電池監視装置。 - 前記応答信号取得部は、前記矩形波信号がロー状態からハイ状態に切り替えられるタイミングの直前における前記蓄電池の端子間電圧を検出して基準電圧とする請求項1に記載の電池監視装置。
- 前記蓄電池は、直流電圧に、容量成分を含まない抵抗成分Racと、容量成分を含む抵抗成分Rdcとが直列接続されている回路モデルで表すことができ、
前記算出部は、
前記複素インピーダンスの実部に比例した値を前記矩形波信号がハイ状態となったときにおける電流値で除算して、前記複素インピーダンスの実部を算出し、
前記複素インピーダンスの虚部に比例した値を前記矩形波信号がハイ状態となったときにおける電流値で除算して、前記複素インピーダンスの虚部を算出し、
前記複素インピーダンスの実部及び虚部から、絶対値及び位相を算出し、
算出した前記複素インピーダンスの位相又は虚部がゼロに近い位相閾値よりも小さい場合、算出した前記複素インピーダンスの絶対値又は実部が、前記抵抗成分Rac、又は前記抵抗成分Racと前記抵抗成分Rdcの合計値に相当すると判定し、その値を記憶する請求項1又は2に記載の電池監視装置。 - 前記算出部は、前記矩形波信号の測定周波数が、前記蓄電池の回路モデルの抵抗値及びコンデンサ容量で定まる時定数の逆数である周波数閾値よりも大きい場合には、前記抵抗成分Racに相当すると判定し、周波数閾値以下である場合には、前記抵抗成分Racと前記抵抗成分Rdcの合計値に相当すると判定する請求項3に記載の電池監視装置。
- 前記信号発生部が出力させる前記矩形波信号は、デューティ比が1/2とされ、
前記第1の参照信号の振幅が正側とされた場合、第2の参照信号の振幅は、負側とされる請求項1~4のうちいずれか1項に記載の電池監視装置。
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