KR20130028663A - 감시 장치 - Google Patents

감시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130028663A
KR20130028663A KR1020120097733A KR20120097733A KR20130028663A KR 20130028663 A KR20130028663 A KR 20130028663A KR 1020120097733 A KR1020120097733 A KR 1020120097733A KR 20120097733 A KR20120097733 A KR 20120097733A KR 20130028663 A KR20130028663 A KR 20130028663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
state
battery
monitoring
voltage
Prior art date
Application number
KR1020120097733A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101943929B1 (ko
Inventor
다케유키 시라이시
Original Assignee
가부시키가이샤 지에스 유아사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 지에스 유아사 filed Critical 가부시키가이샤 지에스 유아사
Publication of KR20130028663A publication Critical patent/KR20130028663A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101943929B1 publication Critical patent/KR101943929B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

부하 측으로부터 기동 신호를 받을 수 없는 상태에서 축전 소자가 사용되고 있는 것을 조기에 검출하여, 축전 소자가 이상 상태가 되지 않도록 한다.
축전 소자인 2차 전지(10)의 상태를 감시하는 감시 장치(30)로서, 상기 2차 전지(10)의 상태를 계측하는 계측부(41); 상기 감시 장치(30)를 정해진 기동 주기(T)로 슬립 상태로부터 기동시켜, 상기 계측부에 상기 2차 전지 상태를 계측하게 하는 웨이크업 타이머(35); 및 상기 계측부(41)의 계측값이 전번 계측에서 변화된 경우에, 상기 기동 주기(T)를 변경하는 CPU(31)를 포함한다.

Description

감시 장치 {MONITORING SYSTEM}
본 발명은 축전 소자 상태를 감시하는 기술에 관한 것이다.
하기 특허 문헌 1에는, 전압 감시 유닛에서 전압 계측 모드와 슬립 모드를 교대로 실행함으로써, 2차 전지의 소비 전력을 억제하도록 하는 기술이 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 평8-140204호
2차 전지를 감시하는 전지 감시 장치는 통상, 전지 사용 시에는 부하 측으로부터 기동 신호를 받아 기동하고, 슬립 모드에서 벗어나기 위해, 전지 사용 중에, 2차 전지 상태를 감시할 수 있다.
그런데, 부하로부터 분리된 상태에서 2차 전지가 사용된 경우나, 부하 측과의 통신 상태가 나쁜 경우, 부하 측으로부터 기동 신호를 받을 수 없기 때문에, 전지 감시 장치는 슬립 모드 상태 그대로이고, 일정 주기로 전지를 감시하게 된다. 일정 주기가 길면 미감시 상태가 계속되게 되므로, 가령, 부정한 충전이 행해진 경우에, 전지 전압이 사용 금지 영역(과충전이나 과방전 등)에 들어가는 등, 2차 전지가 비정상적인 상태가 될 우려가 있다. 그리고, 이 종류의 문제는, 2차 전지 이외에 캐패시터 등에서도 마찬가지로 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 사정에 따라 완성된 것으로서, 부하 측으로부터 기동 신호를 받을 수 없는 상태에서 축전 소자가 사용되고 있는 것을 조기에 검출하여, 축전 소자가 이상(異象) 상태가 되지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 축전 소자 상태를 감시하는 감시 장치로서, 상기 축전 소자 상태를 계측하는 계측부; 상기 감시 장치를 정해진 기동 주기로 슬립 상태로부터 기동시켜, 상기 계측부에 상기 축전 소자 상태를 계측하게 하는 웨이크업 타이머(wake up timer); 및 상기 계측부의 계측값이 변화된 경우에, 상기 기동 주기를 변경하는 제어 장치를 포함한다. 그리고, 계측값이 변화된 경우란, 전번이나 전전번 등 과거의 계측값이나 미리 설정된 기준값 등 비교 대상이 되는 값에 대하여 계측값의 수치가 변화된 경우를 의미한다.
본 발명에서는, 계측값에 변화가 있으면, 기동 주기가 변경되므로, 감시 장치에 의한 감시 빈도가 증대된다. 그러므로, 부하 측으로부터 기동 신호를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지 등의 축전 소자가 사용되고 있는 것을 조기에 검출할 수 있다. 또, 만일, 2차 전지 등의 축전 소자의 상태가 변화되고 있는데도, 2차 전지 등의 축전 소자의 미감시 상태가 장시간 계속되는 일은 없기 때문에, 2차 전지 등의 축전 소자가 과충전이나 과방전 등 비정상적인 상태로 들어가는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예로서 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다.
· 상기 제어 장치는, 상기 계측값의 변화량에 따라 상기 기동 주기를 변경한다.
· 상기 제어 장치는, 슬립 모드로의 이행 시에, 상기 축전 소자의 전압이 완전 충전 전압에 가까운 값이었던 경우에, 상기 기동 주기를 초기값에서 짧게 변경한다.
· 상기 계측부는 상기 축전 소자의 전압과 전류값을 계측하고, 상기 제어 장치는, 상기 축전 소자의 전압이 변화되고, 또한 상기 축전 소자에 전류가 흐르고 있는 경우에, 상기 기동 주기의 변경을 행한다.
· 상기 축전 소자는, 양극(정극)에 올리빈형 인산 철을 사용한 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지이다.
본 발명은, 축전 소자 상태를 감시하는 감시 장치로서, 상기 축전 소자 상태를 계측하는 계측부; 상기 감시 장치를 정해진 기동 주기로 슬립 상태로부터 기동시켜, 상기 계측부에 상기 축전 소자의 상태를 계측하게 하는 웨이크업 타이머; 및 상기 계측부의 계측값이 변화하지 않았던 경우에, 상기 기동 주기를 변경하는 제어 장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 부하 측으로부터 감시 장치의 기동 신호를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지가 사용되고 있는 것을 조기에 검출할 수 있다. 또, 2차 전지가 과충전이나 과방전 등 이상 상태로 들어가는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 감시 장치의 전기적 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 기동 주기 변경 시퀀스의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 전지 전압에 변화가 없는 경우의 감시 장치의 기동 주기를 나타낸 도면이다.
도 4는 전지 전압에 변화가 있는 경우의 감시 장치의 기동 주기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 감시 장치의 기동 주기를 나타낸 도면이다.
도 6은 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지의 충전 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 기동 주기 변경 시퀀스의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다.
＜실시예 1＞
본 발명의 실시예 1을 도 1 내지 도 4에 의해 설명한다.
감시 장치(30)는, 축전 소자의 일례인 2차 전지(10)와 일체적으로 내장되며, 2차 전지(10)의 상태, 구체적으로는 전지 전압이나 전지 온도, 전류값을 감시하는 것이다. 감시 장치(30)의 구성은, 도 1에 나타낸 바와 같으며, CPU(31), 클록 발진기(33), 웨이크업 타이머(35), 워치독 타이머(watch dog timer)(37), 계측부(41), A/D 컨버터(43), RAM(45), ROM(47), 통신 인터페이스(49)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 그리고, CPU(31)가 본 발명의 제어 장치의 일례이다.
계측부(41)는 2차 전지(10)의 전지 전압(단자 사이 전압)이나 전지 온도, 전류값을 계측하는 기능을 담당하는 것이다. A/D 컨버터(43)는 2차 전지(10)의 전지 전압이나 전지 온도, 전류값 등의 계측값을 디지털 값으로 변환하여 CPU(31)에 출력하는 것이다. CPU(31)는 A/D 컨버터(43)를 통해서 받아들이는 2차 전지(10)의 전지 전압이나 전지 온도의 정보를 해석하여 2차 전지(10)에 이상이 없는지, 전지 상태를 감시하는 것이다. RAM(45)은 CPU(31)의 작업 메모리(working memory)로서 사용되는 것이다. ROM(47)에는 후술하는 기동 주기 변경 시퀀스를 실행하기 위한 프로그램이나 각종 연산에 필요한 데이터 등이 기억되어 있다.
감시 장치(30)에는, 계측 모드와 슬립 모드(저소비 전력 모드)인 2개의 모드 설정이 있다. 계측 모드는 2차 전지(10)의 전지 전압, 전지 온도, 전류값을 계측하여 전지 상태를 감시하는 모드이며, 감시 장치(30) 모두에 전력이 공급된다.
슬립 모드는 전지의 감시와 슬립 상태(휴지(休止)라고도 함)를 반복하는 모드이다. 감시 장치(30)는, 슬립 모드 중, 웨이크업 타이머(35)로부터의 내부 기동 신호(S1)를 받아 기동함으로써, 일정한 기동 주기(T)로 전지 상태를 감시하고, 그 이외의 경우에는 슬립 상태가 된다. 그리고, 웨이크업 타이머(35)는, 기동 주기(T)를 카운트하여 내부 기동 신호(S1)를 출력함으로써, 감시 장치(30)를 정해진 기동 주기(T)로 슬립 상태로부터 기동시켜, 감시 장치(30)의 계측부(41)에 2차 전지(10)의 전지 전압, 전류, 온도를 계측하게 하는 기능을 수행한다.
슬립 상태에서는, 감시 장치(30) 중, 클록 발진기(33), 웨이크업 타이머(35), 통신 인터페이스(49)에만 전력이 공급되고, 그 외의 각 부에 대한 전력의 공급은 정지되기 때문에, 2차 전지(10)의 전력 소비를 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 감시 장치(30)를 슬립 상태로 함으로써, 2차 전지(10)의 전력 소비를 억제할 수 있는 것은, 감시 장치(30)가 2차 전지(10)로부터 전력을 공급받고 있기 때문이다.
그리고, 계측 모드와 슬립 모드의 모드 이행은, 부하 측의 제어계(예를 들면, 2차 전지(10)가 차량에 탑재되어 있는 경우이면, 차량에 탑재된 EUC)로부터 출력되는 2개의 제어 신호(Sa, Sb)로 제어하는 구성으로 되어 있다. 즉, 부하 측의 제어계는, 2차 전지(10)의 미사용 상태가 일정 시간 계속되는 경우 등 슬립 모드로의 이행 조건이 검출된 시점에, 통신 인터페이스(49)를 통해서 슬립 신호(Sa)를 출력하여 감시 장치(30)를 슬립 모드로 이행시킨다.
또, 부하 측의 제어계는, 전지를 사용할 때는, 통신 인터페이스(49)를 통해서, 외부 기동 신호(Sb)를 출력하여 감시 장치(30)을 계측 모드로 이행시킨다. 따라서, 2차 전지(10)가 부하로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 있는 상태에 있으면, 전지 사용 시에는, 감시 장치(30)에 의해 2차 전지(10)의 사용 상태가 감시 되게 된다.
그런데, 부하로부터 분리된 상태로 2차 전지(10)가 사용된 경우나, 부하 측과의 통신 상태가 나쁜 경우, 부하 측으로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 없기 때문에, 감시 장치(30)는 슬립 모드 그대로인 경우가 있고, 미리 설정된 일정 주기로 전지를 감시하게 된다. 그러므로, 2차 전지(10)가 부정한 충전이 이루어진 때 등 경우에 따라서는, 전지의 감시에서 다음 감시까지의 사이에 전지가 이상 상태, 예를 들면, 전지 전압이 사용 금지 영역(과충전이나 과방전 등)에 들어갈 우려가 있다.
그래서, 본 실시예에서는, 슬립 모드에 있어서, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측값에서 변화가 있었을 경우에, 기동 주기(T)를 변경하여, 감시 장치(30)에 의한 2차 전지(10)의 감시 사이클을 짧게 함으로써, 부하 측으로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지가 사용되고 있는 것을 조기에 검출하는 동시에, 2차 전지(10)가 사용 금지 영역에 들어가는 것을 미연에 방지한다.
이하, 도 2를 참조하여, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하는 기동 주기 변경 시퀀스를 설명한다. 그리고, 2차 전지(10)는 당초 부하에 탑재되어 있는 것으로 하고, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간, 즉 기동 주기(T)의 초기값은 60 sec인 것으로 한다.
기동 주기 변경 시퀀스는, 계측 모드에서 슬립 모로에의 이행 조건이 검출되고, 부하 측으로부터 감시 장치(30)에 슬립 신호(Sa)가 출력되는 것을 조건으로 개시된다.
감시 장치(30)는 슬립 신호(Sa)를 받으면, 슬립 모드로 이행하여 소비 전력을 억제하는 슬립 상태가 된다. 즉, 클록 발진기(33), 웨이크업 타이머(35), 통신 인터페이스(49)만이 전력 공급을 받아 동작 상태가 되고, 그 외의 각 부에 대한 전력의 공급은 정지된다(S10).
웨이크업 타이머(35)는 슬립 상태로의 이행 후, 시간 계측을 개시하고, 설정 시간에 도달하면, CPU(31)에 내부 기동 신호(S1)를 출력한다. 여기서는, 설정 시간의 초기값은 60sec이므로, 슬립 상태로의 이행 시부터 60sec가 경과한 시점에서, 웨이크업 타이머(35)로부터 CPU(31)에 내부 기동 신호(S1)가 출력되게 된다.
CPU(31)는 내부 기동 신호(S1)를 받으면, 감시 장치(30)의 각 부를 통전시켜, 감시 장치(30)를 기동시킨다(S20, S30). 그 후, 2차 전지(10)의 전지 전압이나 전지 온도, 전류값을 계측하는 처리가 계측부(41)에 의해 실행된다.
그리고, 계측부(41)에 의해 계측된 계측값은, A/D 컨버터(43)에 의해 디지털 값으로 변경된 후, CPU(31)에 받아들여진다(S40). 계측값이 받아들여지면, CPU(31)는 계측값이 전번에서 변화했는지 판정한다. 구체적으로는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측값에서 변화했는지 판정한다(S50). 그리고, 판정 기준으로는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측값에서 소정값 이상(예를 들면, 0.05V 이상) 변화된 경우에, 변화 있음으로 판정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 사용 상황에 따라 일어날 수 있는 전지 전압의 미소한 변화(부정한 충전 등이 되지 않아도 일어날 수 있는 전압 변화)에 의해, 변화 있음으로 판정되는 일은 없다. 또, 첫 번째 판정에서는, 전번 계측값은 존재하지 않으므로, 슬립 모드에 들어가기 직전의 계측 모드에서 계측한 최신의 계측값을, 전번 계측값으로 하여 판정을 행한다. 여기서는 계측값에 변화가 없었던 것으로 하고 설명을 계속한다.
그 후, 처리는 S70로 이행하여, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간이 초기값으로 유지된다. 그 후, 처리는 S10로 복귀하고, 감시 장치(30)는 슬립 상태로 다시 이행한다. 그리고, 웨이크업 타이머(35)는 설정 시간에 도달하면, CPU(31)에 내부 기동 신호(S1)를 출력하여, 감시 장치(30)를 기동시킨다(S20, S30).
이로써, 감시 장치(30)가 기동하여, 2차 전지(10)의 전지 전압이나 전지 온도, 전류값이 계측된다. 2차 전지(10)의 전지 전압에 변화가 없으면, S50에서 NO로 판정되므로, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간은 초기값으로 유지된다.
따라서, 전지 전압(10)이 전번 계측값로부터 변화하지 않는 상태가 계속되면, 감시 장치(30)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 60sec의 간격으로 기동하여 2차 전지(10)의 상태를 감시하는 상태를 반복하는 상태가 된다.
그런데, 탑재되어 있던 2차 전지(10)가 충전기(20)마다 부하로부터 분리되어 충전되었을 경우나, 함께 내장되어 있는 충전기(20) 이외의 충전기에 의해 충전되었을 경우, 2차 전지(10)의 전지 전압은 상승하여 전번 계측값에서 변화한다. 그러므로, 다음에, S50의 판정을 행할 때에, YES로 판정된다. 이 경우, CPU(31)는, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간을 변경하여, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 짧게 한다. 예를 들면, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간을 60sec에서 30sec로 변경하여, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 초기값인 60sec에서 30sec로 한다.
그러므로, 감시 장치(30)는, 다음에, 감시를 행할 때는, 30sec 간격으로 기동한다. 그리고, CPU(31)는, 감시의 결과, 전지 전압에 변화가 없으면, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간을 초기값으로 되돌리고, 전지 전압이 전번 계측값에서 변화하는 상태가 계속되면, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간을 변경값, 즉 30sec로 유지한다.
그러므로, 2차 전지(10)의 전지 전압이 시간 축에 대하여 변화(도 4의 예에서는 비례적으로 변화)하는 상태가 계속되는 경우, 감시 장치(30)는 30sec 간격으로 기동하여 2차 전지(10)의 감시를 반복하는 상태가 된다.
CPU(31)는, 전지 전압의 변화가 수회 계속되면, 부하 측으로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지(10)가 사용되고 있다고 판단할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측값에서 변화된 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 짧게 하므로, 수회의 계측에 필요한 시간이 짧아도 된다.
따라서, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 초기값에서 변경하지 않는 경우에 비하여, 부하 측으로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지(10)가 사용되고 있음을 조기에 검출할 수 있다. 그리고, 부하 측으로부터 외부 기동 신호(Sb)를 받을 수 없는 상태에서 2차 전지(10)가 사용되고 있음을 검출한 경우, 감시 장치(30)의 CPU(31)는, 이상을 통지하는 처리, 예를 들면, 이상 통지 등(燈)을 점등하거나, 버저를 울리는 등의 처리를 행한다.
또, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 짧게 함으로써, 2차 전지(10)의 감시 사이클이 짧아지므로, 과충전에 들어가기 전에 릴레이(R)를 단절하여 충전을 정지시킴으로써, 2차 전지(10)이 과충전되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
그리고, 2차 전지(10)의 완전 충전 전압 부근에 임계값을 설정해 두고, 계측한 전지 전압이 임계값을 넘어 상승을 계속하는 경우에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 더욱 짧게 변경하면, 2차 전지(10)가 과충전에 들어가는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
＜실시예 2＞
다음에, 본 발명의 실시예 2를 도 5, 도 6에 의해 설명한다. 실시예 1에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 시간축에 대하여 비례적으로 변해 가는 예를 들어, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 60sec에서 30sec로 변경하는 예를 들었다.
실시예 2에서는, 전지 전압의 계측값의 변화량에 따라 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경한다. 구체적으로는, 전지 전압의 계측값의 변화량이 클수록, 기동 주기(T)를 짧게 한다. 이로써, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전지 전압이 시간축에 대하여 2차 곡선에 가까운 커브로 변해 가는 경우에는, 시간의 경과와 함께, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)가 짧게 설정된다.
이와 같이 하면, 전지 전압의 변화량이 커져서 완전 충전 전압에 가까워 지면, 기동 주기(T)가 짧아져, 감시 장치(30)에 의한 2차 전지(10)의 감시 빈도가 증대한다. 그러므로, 2차 전지(10)가 과충전되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이 충전 종기에 전압이 급격하게 증가하는 특성을 나타내는 2차 전지로서는, 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지가 알려져 있다. 올리빈 철계 전지는, 리튬 이온 전지의 일종이며, 양극에 올리빈형 인산 철, 즉 인산 철 리튬(LiFePO4)이 사용되고, 음극에는, 예를 들면, 카본 등이 사용된다. 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 완전 충전 전압이 약 3.5V이므로, 완전 충전 전압에 가까운 3.45V～3.5V 사이에서, 기동 주기(T)가 짧아지도록 설정하여 두면, 완전 충전 부근에서 전지의 감시 빈도가 증대하므로, 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지(10)가 과충전에 들어가는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
＜실시예 3＞
다음에, 본 발명의 실시예 3를 도 7에 의해 설명한다. 실시예 3은, 실시예 1의 기동 주기 변경 시퀀스에 대하여 S3와 S5의 처리를 추가한 것이며, 그 이외의 처리(구체적으로는, S10～S70의 처리)는, 실시예 1의 기동 주기 변경 시퀀스와 공통이다. 따라서, 여기서는, 상위점인 S3와 S5의 처리에 대해서만 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서는, 슬립 모드로의 이행 조건이 검출되고, 부하 측으로부터 슬립 신호(Sa)가 출력되면, 먼저, 감시 장치(30)는, 계측 모드 시에 계측한 2차 전지(10)의 최신의 전지 전압이 완전 충전 전압 부근인지 판정하는 처리를 행한다(S3). 구체적으로는, 최신의 전지 전압을 미리 설정한 임계값(완전 충전 전압에 가까운 수치)과 비교하여, 최신의 전지 전압이 임계값을 웃돌면, 완전 충전 전압 부근이라고 판정되고(판정 YES), 임계값을 밑도는 경우에는, 완전 충전 전압 부근이 아니라고 판정된다(판정 NO).
완전 충전 전압 부근이 아니라고 판정된 경우(S3: NO), 처리는 S10으로 이행한다. S10으로의 이행 후의 처리는, 실시예 1과 같고, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측값에서 변화하지 않는 경우에는, 감시 장치(30)는 60sec의 기동 주기(T)로 기동하여 2차 전지(10)를 감시하고, 전지 전압에 변화가 있으면, 기동 주기(T)를 변경한다.
다음에, 완전 충전 전압 부근이라고 판정된 경우(S3: YES), 처리는 S5로 이행한다. S5에서는, CPU(31)에 의해, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간이 초기값에서 그보다 짧은 시간으로 변경된다. 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간의 초기값은 60sec이므로, S5에서는, 웨이크업 타이머(35)의 설정 시간이 그보다 짧은 시간, 예를 들면, 30sec로 설정된다. 그러므로, 감시 장치(30)는 슬립 모드로의 이행 당초부터, 초기 설정보다 짧은 기동 주기(T)로 기동하여, 2차 전지(10)를 감시하게 된다.
이와 같이, 계측 모드에서 슬립 모드로의 이행 전의 단계에서, 2차 전지(10)의 전지 전압이 완전 충전 부근인 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 당초보다 짧게 하여 두면, 2차 전지가 과충전되는 것을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
＜다른 실시예＞
본 발명은 상기 기재 및 도면에 의해 설명한 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면, 다음과 같은 실시예도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(1) 상기 실시예에서는, 감시 장치(30)로 2차 전지(10)의 상태를 감시하는 예를 나타냈으나, 감시 장치(30)의 감시 대상은, 축전 소자(전기를 축적하는 소자)이면 되고, 2차 전지(10) 이외에도 커패시터의 상태를 감시하도록 해도 된다. 또, 상기 실시예에서는, 제어 장치를 CPU(31)에 의해 구성한 예를 나타냈으나, 하드웨어 회로에 의해 구성해도 된다.
(2) 상기 실시예에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번의 계측값에서 변화가 있었을 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하는 예를 들었다. 이 외에도, 예를 들면, 2차 전지(10)의 전지 온도가 전번의 계측값에서 변화가 있었을 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경해도 된다. 2차 전지(10)의 상태를 나타낸 정보는, 전지 온도 이외에도, SOC(State of Charge)나 전류값, 전지 내압 등, 전지가 이상이 될 가능성을 검지할 수 있는 것이면 된다. 예를 들면, 전류를 예로 취하면, 자동차 주차 중에 2차 전지(10)에 의해 소비되는 암(暗)전류가 100mA 이하인 시스템에 있어서, 암전류가 정상치, 즉 100mA 미만이면, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 60초(초기값)로 한다. 한편, 100mA 이상이면, 기동 주기(T)를 일률적으로 30초 주기로 설정하거나, 암전류의 레벨에 따라 기동 주기(T)를 단계적으로 짧게 한다. 예를 들면, 2차 전지(10)의 용량이 60Ah이고, 암전류가 100mA～0.1CA(6A) 미만인 경우, 기동 주기(T)를 30초로 하고, 암전류가 0.1CA(6A)～0.5CA(30A)인 경우, 기동 주기(T)를 20초로 하고, 암전류가 0.5CA(30A) 이상인 경우, 기동 주기(T)를 10초로 한다. 또, 상기 이외에도, 복수의 계측값에 따라 기동 주기(T)를 결정하도록 해도 된다. 예를 들면, 전류와 전지 전압을 조합하여, 양쪽이 설정 레벨 이상인 경우에는, 어느 한쪽만 설정 레벨을 넘은 경우에 비하여, 기동 주기(T)를 더욱 앞당기도록 해도 된다.
(3) 상기 실시예에서는, 2차 전지(10)의 계측값이 전번의 계측값에서 변화된 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하는 예를 들었다. 2차 전지(10)의 계측값의 비교 대상은, 전번의 계측값 이외에도, 전전번의 계측값이나 기준값이라도 되고, 2차 전지(10)의 계측값이 전전번의 계측값이나 기준값에서 변화가 있었을 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경해도 된다.
(4) 상기 실시예에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번의 계측값에 대하여 커지는 방향으로 변화되는 경우(충전)를 예시했지만, 본 발명은 전지 전압이 전번의 계측값에 대하여 작아지는 방향으로 변화되는 경우(방전)에, 적용할 수도 있다. 그리고, 전지 전압이 전번의 계측값보다 작아지는 방향으로 변화된 경우도, 커지는 방향으로 변화된 경우와 마찬가지로, 기동 주기(T)를 짧게 하여, 감시 장치(30)의 감시 사이클을 짧게 하면 된다.
(5) 상기 실시예에서는, 감시 장치(30)는, 부하 측으로부터 출력되는 슬립 신호(Sa)를 받아 계측 모드에서 슬립 모드로 이행하는 예를 나타냈으나, 감시 장치(30)가 슬립 모드로의 이행 조건을 스스로 검출하여, 슬립 모드로 이행하도록 해도 된다.
(6) 상기 실시예에서는, 슬립 신호(Sa)와 외부 기동 신호(Sb)를 별개의 신호로 하였으나, 2개의 신호(Sa, Sb)를 1개의 신호로 하여, 신호 레벨의 "하이(High)"/"로우(Low)"에 의해 감시 장치(30)의 모드 이행을 제어하도록 해도 된다.
(7) 상기 실시예에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측에서 변화된 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하는 예를 들었지만, 전류가 흐르고 있는 것을 변경 조건에 부가하여, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번 계측에서 변화되고, 또한 2차 전지(10)에 전류가 흐르고 있는 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 다음의 점에서 효과적이다. 일반적으로, 충방전이 종료하고 나서 잠시 동안은 전지 전압이 변화하는 영역이 있기 때문에, 전지 전압의 변화만을 기동 주기(T)의 변경 조건으로 하면, 부정한 충전이 이루어지고 있지 않은, 통상의 상태에서도, 기동 주기(T)가 변경되어 버릴 가능성이 있다. 이 점에서, 기동 주기의 변경 조건에 전류가 흐르고 있는 것을 부가하여 두면, 통상의 상태에서는 기동 주기(T)는 변경되지 않고, 부정한 사용(예를 들면, 충전)이 되었을 경우에만, 기동 주기(T)를 변경할 수 있다.
(8) 실시예 2에서는 전지 전압의 계측값의 변화량이 클수록, 기동 주기(T)를 짧게 하는 예를 설명하였으나, 계측값의 변화량에 따라 기동 주기(T)가 변경되는 것이면 되고, 예를 들면, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를, 다음의 패턴에 따라서, 변경해도 된다. 도 6에 나타낸 바와 같이 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지는, 완전 충전 전압이 약 3.5V이며, 통상, 3.3V～3.5V가 사용된다. 이 경우, 전지의 사용 범위(E)는 3.3V～3.5V까지의 200mV이며, 그 10퍼센트는 20mV이다. 따라서, 계측값에 변화가 없는 경우의 기동 주기(T)를 초기값인 60sec로 한 경우에, 계측값이 전번 계측에서 사용 범위의 1할에 상당하는 20mV 변화된 경우에는, 기동 주기(T)를 60sec에서 그 1/2배인 30sec로 변경한다(패턴 1). 또, 계측값이 사용 범위의 20퍼센트에 상당하는 40mV 변화된 경우에는, 기동 주기(T)를 60sec로부터 그 1/4배인 의 15sec로 변경한다(패턴 2). 또, 계측값이 20mV 변화되어 기동 주기(T)를 초기값인 60sec에서 30sec에 변경한 후, 다음 계측에서 계측값이 40mV 변화된 경우에는, 기동 주기(T)를 30sec에서 그 1/2배인 15sec로 변경하고, 계측값이 전번의 변화량과 같은 20mV 변화였던 경우에는, 기동 주기(T)를 30sec 그대로 한다(패턴 3). 또, 기동 주기(T)를 변경시키는 방법은, 상기와 같이 계측값의 변화량에 따른 정수(1/2이나 1/4)를 기동 주기(T)에 곱셈하는 방법 외에, 계측값의 변화량의 크기에 따라 정수(20sec, 40sec)를 기동 주기(T)로부터 감산하는 것이라도 된다.
(9) 상기 실시예에서는, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번의 계측값에서 변화가 있었을 경우에, 감시 장치(30)의 기동 주기(T)를 변경하는 예를 들었지만, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번의 계측값이나 기준값에서 변화하지 않았던 경우에, 기동 주기를 변경하도록 해도 된다. 구체적으로는, 계측값에 변화가 없는 경우에는, 2차 전지(10)가 부정하게 사용되고 있을 가능성이 낮으므로, 감시 장치(30)의 기동 주기를 길게 해도, 2차 전지(10)가 이상을 초래할 가능성은 낮다. 그러므로, 기동 주기(T)가 초기값인 60sec이었다고 하면, 계측값에 변화가 없었던 경우, 기동 주기(T)를 90sec나 120sec 등 초기값보다 길게 하면 된다. 기동 주기(T)를 길게 하면, 그만큼, 감시 장치(20)의 소비 전력을 억제할 수 있으므로 효과적이다. 그리고, 2차 전지(10)의 전지 전압이 전번의 계측값이나 기준값에서 변화가 없었던 경우에 기동 주기(T)를 변경하는 제어는, 변화가 있었을 경우에 기동 주기(T)를 변경하는 제어와 병용하면 된다. 즉, 변화가 있었을 경우에는 기동 주기(T)를 짧고 변경하고, 변화가 없었던 경우에는 기동 주기(T)를 길게 변경하면 된다.
10: 2차 전지(본 발명의 "축전 소자"의 일례)
20: 충전기
30: 감시 장치
31: CPU(본 발명의 "제어 장치"의 일례)
35: 웨이크업 타이머
41: 계측부
T: 기동 주기
S1: 내부 기동 신호
Sa: 슬립 신호
Sb: 외부 기동 신호

Claims (6)

  1. 축전 소자 상태를 감시하는 감시 장치로서,
    상기 축전 소자 상태를 계측하는 계측부;
    상기 감시 장치를 정해진 기동 주기로 슬립 상태로부터 기동시켜, 상기 계측부에 상기 축전 소자 상태를 계측하게 하는 웨이크업 타이머; 및
    상기 계측부의 계측값이 변화된 경우에, 상기 기동 주기를 변경하는 제어 장치
    를 포함하는 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 계측값의 변화량에 따라 상기 기동 주기를 변경하는, 감시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 슬립 모드로의 이행 시에, 상기 축전 소자의 전압이 완전 충전 전압에 가까운 값이었던 경우에, 상기 기동 주기를 초기값보다 짧게 변경하는, 감시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 계측부는 상기 축전 소자의 전압과 전류값을 계측하고,
    상기 제어 장치는, 상기 축전 소자의 전압이 변화되고, 또한 상기 축전 소자에 전류가 흐르고 있는 경우에, 상기 기동 주기의 변경을 행하는, 감시 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전 소자는 양극에 올리빈형 인산 철을 사용한 올리빈 철계 리튬 이온 2차 전지인, 감시 장치.
  6. 축전 소자 상태를 감시하는 감시 장치로서,
    상기 축전 소자 상태를 계측하는 계측부;
    상기 감시 장치를 정해진 기동 주기로 슬립 상태로부터 기동시켜, 상기 계측부에 상기 축전 소자 상태를 계측하게 하는 웨이크업 타이머; 및
    상기 계측부의 계측값이 변화하지 않았던 경우에, 상기 기동 주기를 변경하는 제어 장치
    를 포함하는 감시 장치.
KR1020120097733A 2011-09-09 2012-09-04 감시 장치 KR101943929B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-197077 2011-09-09
JP2011197077 2011-09-09
JPJP-P-2012-176839 2012-08-09
JP2012176839 2012-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130028663A true KR20130028663A (ko) 2013-03-19
KR101943929B1 KR101943929B1 (ko) 2019-01-30

Family

ID=47927443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120097733A KR101943929B1 (ko) 2011-09-09 2012-09-04 감시 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101943929B1 (ko)
CN (1) CN102998625B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6570753B2 (ja) * 2016-08-05 2019-09-04 三菱電機株式会社 安全監視装置
JP6962472B2 (ja) * 2018-07-11 2021-11-05 株式会社村田製作所 制御装置、電池パック、電動車両及び電池パックの制御方法
KR20230071214A (ko) * 2021-11-16 2023-05-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 배터리 제어 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057383A (en) * 1990-03-30 1991-10-15 Anton/Bauer, Inc Battery system
JPH08140204A (ja) 1994-11-08 1996-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の監視装置
KR100247184B1 (ko) * 1995-09-11 2000-03-15 씨. 필립 채프맨 온칩 아날로그 소자의 디지탈 조정
KR100272472B1 (ko) * 1995-09-19 2000-11-15 씨. 필립 채프맨 디지탈 프로그램가능 임계 레벨을 가진 마이크로컨트롤러 재작동 기능
US20090027056A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Yung-Sheng Huang Battery performance monitor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998002933A1 (en) * 1996-07-17 1998-01-22 Duracell Inc. Battery operating system
EP1780867B1 (en) * 2005-10-28 2016-11-30 Black & Decker Inc. Battery pack for cordless power tools
CN101192688A (zh) * 2006-11-22 2008-06-04 乐金电子（昆山）电脑有限公司 采用智能电池的系统的电源控制方法
CN101826740B (zh) * 2010-02-02 2012-10-03 华为终端有限公司 降低终端充电时功耗的方法及终端

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057383A (en) * 1990-03-30 1991-10-15 Anton/Bauer, Inc Battery system
JPH08140204A (ja) 1994-11-08 1996-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の監視装置
KR100247184B1 (ko) * 1995-09-11 2000-03-15 씨. 필립 채프맨 온칩 아날로그 소자의 디지탈 조정
KR100272472B1 (ko) * 1995-09-19 2000-11-15 씨. 필립 채프맨 디지탈 프로그램가능 임계 레벨을 가진 마이크로컨트롤러 재작동 기능
US20090027056A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Yung-Sheng Huang Battery performance monitor

Also Published As

Publication number Publication date
CN102998625A (zh) 2013-03-27
KR101943929B1 (ko) 2019-01-30
CN102998625B (zh) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014052296A (ja) 監視装置
CN108474824B (zh) 蓄电元件管理装置、蓄电元件模块、车辆及蓄电元件管理方法
JP5439126B2 (ja) 電源装置用状態検知装置
EP3002597B1 (en) Battery control device
JP6714838B2 (ja) 状態推定装置及び状態推定方法
JP6769046B2 (ja) 蓄電素子の監視装置、蓄電素子モジュール、ｓｏｃの推定方法
US8150642B2 (en) Secondary battery deterioration judging device and backup power supply
US10330735B2 (en) State estimation device and state estimation method
EP2728368B1 (en) Condition estimation device and method for battery
US10031185B2 (en) Method for determining a state of charge and remaining operation life of a battery
EP3373021B1 (en) Managing apparatus for electrochemical element
JP5690698B2 (ja) 電動工具用バッテリパック
JP5619744B2 (ja) 蓄電デバイスの状態検知方法及びその装置
KR101943929B1 (ko) 감시 장치
KR102192254B1 (ko) 배터리의 완전충전용량 계산 장치 및 방법
JP2020043084A (ja) 蓄電素子管理装置、蓄電素子モジュール、車両および蓄電素子管理方法
JP6517092B2 (ja) バッテリー充電器及びそれを用いたバッテリー診断器並びにバッテリー再生器
JP5203270B2 (ja) 二次電池容量試験システム及び二次電池容量試験方法
JP2003018761A (ja) 電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant