JPWO2019116640A1 - 電池監視装置、コンピュータプログラム及び電池監視方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年12月13日出願の日本出願第2017−238642号、2017年12月13日出願の日本出願第2017−238643号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
特許文献1の装置にあっては、始動スイッチがオンされた直後は、電池セルに電流が流れていないことを前提として電池セルの開放電圧を測定しているが、実際には始動スイッチがオンされた直後であっても、電池セルを監視する監視ユニットが起動しており、あるいはインバータ又はモータ等の監視のために電池セルから電流が流れている場合があり、そのような場合には、開放電圧を正確に測定することができないので、結果として電池の満充電容量を精度良く算出することができない。また、各電池セルの残存容量の均等化処理が動作中である場合、電池セルから放電電流が流れ、始動スイッチがオンされた直後に電池セルの電圧が安定しているか否かが不明であり、電池の満充電容量を精度良く算出することができないおそれがある。
[本開示の効果]
本実施の形態に係る電池監視装置は、複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置であって、前記複数の単位電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の充放電電流を取得する電流取得部と、前記二次電池の充放電動作に係る所定スイッチのオン時点から次のオン時点までの第1のトリップ期間内で前記所定スイッチがオフ状態である第1時点に前記電圧取得部が取得した第1電圧に基づいて第1充電率を算出する第1充電率算出部と、前記第1のトリップ期間の次のトリップ期間である第2のトリップ期間で前記所定スイッチがオフ状態である第2時点に前記電圧取得部が取得した第2電圧に基づいて第2充電率を算出する第2充電率算出部と、前記第1時点から前記第2時点までの間で前記電流取得部が取得した充放電電流に基づいて前記二次電池の充放電量を算出する充放電量算出部と、前記第1充電率、前記第2充電率及び前記充放電量に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する満充電容量算出部と、前記満充電容量算出部で算出した単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する更新部とを備える。
また、特許文献1の装置にあっては、1トリップ中の充放電量が小さい場合、満充電容量の算出誤差が大きくなるおそれがある。
[本開示の効果]
本実施の形態に係る電池監視装置は、複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置であって、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、所定の開始時点から終了時点に亘って前記二次電池の電流積算値を算出する電流積算値算出部と、前記電流積算値算出部で算出した電流積算値の差の絶対値に基づいて第1時点及び第2時点を特定する特定部と、前記特定部で特定した第1時点及び第2時点での前記複数の単位電池それぞれの充電率を算出する充電率算出部と、前記電流積算値の差、前記第1時点及び第2時点での充電率に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する満充電容量算出部とを備える。
(第1実施形態)
以下、本開示に係る電池監視装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態の電池監視装置100を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、車両は、電池監視装置100の他に、二次電池ユニット50、リレー61、62、インバータ63、モータ64、DC/DCコンバータ65、電池66、電気負荷67、所定スイッチとしての始動スイッチ68、充電器69などを備える。
第2実施形態では、第1実施形態の図1の内容を援用する。図1に示すように、車両は、電池監視装置100の他に、二次電池ユニット50、リレー61、62、インバータ63、モータ64、DC/DCコンバータ65、電池66、電気負荷67、始動スイッチ68、充電器69などを備える。始動スイッチ68は、車両を走行させる前に電源を投入するスイッチである。
11 電圧取得部
12 電流取得部
13 温度取得部
14 充電率算出部
15 充放電量算出部
16 満充電容量算出部
17 更新部
18 統計値算出部
19 タイマ
20 インタフェース部
21 電圧変化率算出部
22 記憶部
23 電流積算値算出部
24 抵抗算出部
25 切替判定部
26 特定部
27 開放電圧算出部
50 二次電池ユニット
51 セル
52 電圧センサ
53 電流センサ
100 電池監視装置
Claims (27)
- 複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置であって、
前記複数の単位電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の充放電電流を取得する電流取得部と、
前記二次電池の充放電動作に係る所定スイッチのオン時点から次のオン時点までの第1のトリップ期間内で前記所定スイッチがオフ状態である第1時点に前記電圧取得部が取得した第1電圧に基づいて第1充電率を算出する第1充電率算出部と、
前記第1のトリップ期間の次のトリップ期間である第2のトリップ期間で前記所定スイッチがオフ状態である第2時点に前記電圧取得部が取得した第2電圧に基づいて第2充電率を算出する第2充電率算出部と、
前記第1時点から前記第2時点までの間で前記電流取得部が取得した充放電電流に基づいて前記二次電池の充放電量を算出する充放電量算出部と、
前記第1充電率、前記第2充電率及び前記充放電量に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する満充電容量算出部と、
前記満充電容量算出部で算出した単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する更新部と
を備える電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記満充電容量算出部で算出した一の時点での単位満充電容量及び該一の時点よりも前の時点での単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項1に記載の電池監視装置。 - 前記満充電容量算出部で算出する都度、前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した過去所定回数の単位満充電容量に基づいて、単位満充電容量に係る統計値を算出する統計値算出部と
を備え、
前記更新部は、
前記統計値算出部で算出した一の時点での統計値及び該一の時点よりも前の時点での統計値に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項1に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が前記前の時点での統計値よりも大きい場合、前記二次電池の満充電容量を更新しない請求項3に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が前記前の時点での統計値以下である場合、前記統計値に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項3又は請求項4に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が公称満充電容量より大きい場合、前記統計値に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項3に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が公称満充電容量以下であって、前記前の時点での統計値よりも大きい場合、前記二次電池の満充電容量を更新しない請求項6に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が公称満充電容量以下であって、前記前の時点での統計値以下である場合、前記統計値に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項6又は請求項7に記載の電池監視装置。 - 前記統計値算出部は、
前記記憶部に記憶した前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量の前記過去所定回数に亘る最小値に基づいて、単位満充電容量に係る統計値を算出する請求項3から請求項8のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記電圧取得部は、
前記二次電池が充電中又は放電中に取得した電圧を除外して前記第1電圧及び第2電圧を取得する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記電圧取得部は、
前記二次電池の充電若しくは放電終了時点から所定時間内、又は前記所定スイッチのオフ時点から所定時間内に取得した電圧を除外して前記第1電圧及び第2電圧を取得する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記二次電池の充電若しくは放電終了時点以降、又は前記所定スイッチのオフ時点以降の前記複数の単位電池の電圧変化率を算出する電圧変化率算出部を備え、
前記電圧取得部は、
前記電圧変化率算出部で算出した電圧変化率が所定値以上であるときに取得した電圧を除外して前記第1電圧及び第2電圧を取得する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記複数の単位電池の残存容量の均衡動作に係る信号を取得する信号取得部を備え、
前記電圧取得部は、
前記信号取得部で取得した信号が均衡動作中であるときに取得した電圧を除外して前記第1電圧及び第2電圧を取得する請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - コンピュータに、複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数の単位電池の電圧を取得する処理と、
前記二次電池の充放電電流を取得する処理と、
前記二次電池の充放電動作に係る所定スイッチのオン時点から次のオン時点までの第1のトリップ期間内で前記所定スイッチがオフ状態である第1時点に取得した電圧に基づいて第1充電率を算出する処理と、
前記第1のトリップ期間の次のトリップ期間である第2のトリップ期間で前記所定スイッチがオフ状態である第2時点に取得した電圧に基づいて第2充電率を算出する処理と、
前記第1時点から前記第2時点までの間で取得した充放電電流に基づいて前記二次電池の充放電量を算出する処理と、
前記第1充電率、前記第2充電率及び前記充放電量に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する処理と、
算出した単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する処理と
を実行させるコンピュータプログラム。 - 複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置による電池監視方法であって、
前記複数の単位電池の電圧を取得し、
前記二次電池の充放電電流を取得し、
前記二次電池の充放電動作に係る所定スイッチのオン時点から次のオン時点までの第1のトリップ期間内で前記所定スイッチがオフ状態である第1時点に取得された電圧に基づいて第1充電率を算出し、
前記第1のトリップ期間の次のトリップ期間である第2のトリップ期間で前記所定スイッチがオフ状態である第2時点に取得された電圧に基づいて第2充電率を算出し、
前記第1時点から前記第2時点までの間で取得された充放電電流に基づいて前記二次電池の充放電量を算出し、
前記第1充電率、前記第2充電率及び前記充放電量に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出し、
算出された単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する電池監視方法。 - 複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置であって、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
所定の開始時点から終了時点に亘って前記二次電池の電流積算値を算出する電流積算値算出部と、
前記電流積算値算出部で算出した電流積算値の差の絶対値に基づいて第1時点及び第2時点を特定する特定部と、
前記特定部で特定した第1時点及び第2時点での前記複数の単位電池それぞれの充電率を算出する充電率算出部と、
前記電流積算値の差、前記第1時点及び第2時点での充電率に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する満充電容量算出部と
を備える電池監視装置。 - 前記電流積算値算出部で算出した電流積算値が最小値となる最小時点を特定する最小値特定部を備え、
前記特定部は、
前記開始時点、終了時点及び最小時点から前記第1時点及び第2時点を特定する請求項16に記載の電池監視装置。 - 前記電流積算値算出部で算出した電流積算値が最大値となる最大時点を特定する最大値特定部を備え、
前記特定部は、
前記開始時点、終了時点及び最大時点から前記第1時点及び第2時点を特定する請求項16又は請求項17に記載の電池監視装置。 - 前記複数の単位電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記複数の単位電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部と、
前記二次電池の電流、前記複数の単位電池の電圧及び内部抵抗に基づいて、前記複数の単位電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部と
を備え、
前記充電率算出部は、
前記開放電圧算出部で算出した開放電圧に基づいて前記充電率を算出する請求項16から請求項18のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記特定部は、
前記電流積算値算出部で算出した前記開始時点での電流積算値と前記終了時点での電流積算値との差の絶対値が所定の閾値より小さい場合、前記第1時点及び第2時点を特定する請求項16から請求項19のいずれか一項に記載の電池監視装置。 - 前記満充電容量算出部で算出した単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する更新部を備える請求項16から請求項20のいずれか一項に記載の電池監視装置。
- 前記更新部は、
前記満充電容量算出部で算出した一の時点での単位満充電容量及び該一の時点よりも前の時点での単位満充電容量に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項21に記載の電池監視装置。 - 前記満充電容量算出部で算出する都度、前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した過去所定回数の単位満充電容量に基づいて、単位満充電容量に係る統計値を算出する統計値算出部と
を備え、
前記更新部は、
前記統計値算出部で算出した一の時点での統計値及び該一の時点よりも前の時点での統計値に基づいて前記二次電池の満充電容量を更新する請求項21に記載の電池監視装置。 - 前記更新部は、
前記一の時点での統計値が前記前の時点での統計値よりも大きい場合、前記二次電池の満充電容量を更新しない請求項23に記載の電池監視装置。 - 前記統計値算出部は、
前記記憶部に記憶した前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量の前記過去所定回数に亘る最小値に基づいて、単位満充電容量に係る統計値を算出する請求項23又は請求項24に記載の電池監視装置。 - コンピュータに、複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記二次電池の電流を取得する処理と、
所定の開始時点から終了時点に亘って前記二次電池の電流積算値を算出する処理と、
算出した電流積算値の差の絶対値に基づいて第1時点及び第2時点を特定する処理と、
特定した第1時点及び第2時点での前記複数の単位電池それぞれの充電率を算出する処理と、
前記電流積算値の差の絶対値、前記第1時点及び第2時点での充電率に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する処理と
を実行させるコンピュータプログラム。 - 複数の単位電池で構成される二次電池の満充電容量を監視する電池監視装置による電池監視方法であって、
前記二次電池の電流を取得し、
所定の開始時点から終了時点に亘って前記二次電池の電流積算値を算出し、
算出された電流積算値の差の絶対値に基づいて第1時点及び第2時点を特定し、
特定された第1時点及び第2時点での前記複数の単位電池それぞれの充電率を算出し、
前記電流積算値の差の絶対値、前記第1時点及び第2時点での充電率に基づいて前記複数の単位電池それぞれの単位満充電容量を算出する電池監視方法。
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