KR20130097787A - 차량용 전지의 진단 장치 - Google Patents

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다케시 후지타
히데아키 히로세
마사노부 히다카
히로나오 고토
도시미네 사쿠라이
다카시 시마야마
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

2차 전지(V1)를 탑재한 차량(V)에 대해 상기 2차 전지의 사용 상태의 이력을 진단하여 전지 열화의 억제책을 제시하는 차량용 전지의 진단 장치(1)에 있어서, 상기 전지 열화의 요인에 대한 대체 억제책을 기억하는 기억 수단(13)과, 상기 추출된 대체 억제책이 소정의 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 억제책으로서의 제시를 금지하는 진단 수단(14)을 구비한다.

Description

차량용 전지의 진단 장치 {DIAGNOSIS APPARATUS FOR VEHICLE BATTERY}
본 발명은, 차량용 전지의 진단 장치에 관한 것이다.
전기 자동차에 탑재된 2차 전지를 진단하는 진단 장치에 대해서는, 전지의 사용 조건을 포함하는 진단 정보에 기초하여 전지의 수명을 개선하기 위한 복수의 제어 플랜을 제시하고, 사용자에게 선택된 제어 플랜에 대응하도록 차량의 제어 정보를 갱신하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 공개 특허 공보 특개2010-119223호 공보
그러나, 상기 종래의 진단 장치에서는, 전지의 수명은 연장되지만, 사용자에게 있어서 제약이 되는 제어 플랜이 제시되므로, 차량으로서의 존재 가치가 저하된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 전지의 열화 억제와 차량의 존재 가치의 저하 억제를 양립시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 전지의 사용 상태의 이력을 진단하여 전지 열화의 억제책을 제시하는 데 있어서, 열화 요인에 대한 대체 억제책 중 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 대체 억제책의 제시를 금지함으로써, 상기 목적을 달성한다.
본 발명에 따르면, 열화 요인에 대한 대체 억제책이 있어도 제시 기준을 만족시키지 않는 대체 억제책은 제시되지 않으므로, 차량의 존재 가치를 저하시키는 일 없이 전지의 열화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 적용한 차량용 전지의 진단 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 차량용 전지의 진단 장치에 적용되는 전지 열화의 주 요인, 사용자의 사용 요인 및 전지 열화의 억제책의 제시 내용의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 차량용 전지의 진단 장치의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 1의 차량용 전지의 진단 장치에 의해 출력되는 전지 열화의 억제책(배터리 어드바이스 시트)의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 적용한 차량용 전지의 진단 시스템을 도시하는 블록도로, 전동기 또는 전동 발전기만을 구동원으로 하는 전기 자동차나, 전동기 또는 전동 발전기와 내연 기관을 구동원으로 하는 하이브리드 자동차에 탑재된 2차 전지의 사용 상태의 이력을 진단하여 전지 열화의 억제책을 제시하는 진단 시스템이다. 부호 V가 차량, 1이 진단 장치를 나타낸다.
2차 전지(V1)는, 주로 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 전력을 공급하는, 리튬 이온계나 니켈 수소계 2차 전지이다. 2차 전지(V1)는 차량 구동용 전동 발전기(V3) 이외의 차량 탑재 기기, 예를 들어 공기 조화 장치의 히터, 컴프레서 구동용 전동기, 전장 기기 등에 전력을 공급해도 된다. 2차 전지(V1)의 직류 전력은 인버터(V2)에 의해 교류 전력으로 변환되어, 삼상 교류 모터인 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 공급된다. 또한, 차량 구동용 전동 발전기(V3)가 회생 모드로 천이하면, 당해 차량 구동용 전동 발전기(V3)에서 발전된 교류 전력은 인버터(V2)에 의해 직류 전력으로 변환되어, 2차 전지(V1)에 축전된다.
2차 전지(V1)의 충전 상태 SOC(State of Charge)는 전지 제어부(V4)에 의해 검출되어, 차량 제어부(V5)에 출력된다. 차량 제어부(V5)는, 운전자의 액셀러레이터의 답입(stepping)량에 기초하여 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 요구되는 출력 토크를 연산하여 전지 제어부(V4)에 출력하고, 전지 제어부(V4)는 인버터(V2)를 제어함으로써 요구 토크에 따른 전력을 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 공급한다.
2차 전지(V1)는, 충전 스탠드나 사용자의 가옥에 설치된 충전기(3)에 접속함으로써 충전할 수 있다. 충전 모드에는, 100∼200V 정도의 전압으로 비교적 시간을 들여 충전하는 보통 충전 모드와, 200V 정도의 고전압을 인가하여 비교적 단시간에 충전하는 급속 충전 모드가 설정되어 있다. 보통 충전 모드와 급속 충전 모드는, 차량측의 충전 인렛이나 충전 스탠드 등의 충전기(3)의 사양에 따라 선택된다. 전지 제어부(V4)는, 그 차량에 대해 실시된 보통 충전 모드에 의한 충전 횟수와, 급속 충전 모드에 의한 충전 횟수와, 이들 보통 충전 모드와 급속 충전 모드를 합친 충전 총 횟수를 카운트하여, 기록한다.
사용자는, 2차 전지(V1)를 충전할 때, SOC가 100％로 될 때까지 충전하는 스탠다드 라이프 모드와, SOC를 80％ 이하로 제한하는 롱 라이프 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 사용자의 설정에 따라서 전지 제어부(V3)는 충전시의 SOC를 관리한다. 즉, 롱 라이프 모드가 선택된 상태에서 충전하는 경우는, 2차 전지(V1)의 SOC가 80％로 된 시점에서 충전을 종료하고, 그 이상의 충전을 금지한다.
차량 제어부(V5)에는, 2차 전지(V1)의 열화(전지 용량의 저하에 상관함)에 관계되는 요인으로서, 외기 온도를 검출하기 위한 외기온 센서(V6)와, 2차 전지(V1)의 온도를 검출하기 위한 전지 온도 센서(V7)로부터의 온도 데이터가 입력된다. 외기온 센서(V6)는 차량의 실외에 설치되고, 전지 온도 센서(V7)는 2차 전지(V1)의 모듈팩 등에 설치되어 있다.
사용자는, 차량을 운전할 때에 차량 구동용 전동 발전기(V3)의 출력을 제한하지 않는 스탠다드 모드 주행과, 차량 구동용 전동 발전기(V3)의 출력을 제한하여 경제성이 높은 에코 모드 주행 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 사용자의 설정에 따라서 차량 제어부(V5)는 차량 구동용 전동 발전기(V3)의 출력을 관리한다. 즉, 에코 모드 주행이 선택된 상태에서 주행하는 경우는, 액셀러레이터의 답입량이 커도 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 대한 출력 전력을 일정값으로 제한하고, 그것을 초과하는 전력 공급을 금지한다. 또한, 에코 모드 주행이 선택된 경우에, 차량 구동용 전동 발전기(V3) 이외의 전동 기기(히터, 컴프레서 모터, 전장 기기 등)에 대한 출력 전력도 아울러 제한해도 된다. 차량 제어부(V5)는, 이그니션 키가 ON 되고 나서 OFF 될 때까지의 1주행마다, 차량 구동용 전동 발전기(V3)에 대한 출력 전력의 평균값을 기록한다.
전지 제어부(V4)는, 2차 전지(V1)의 제조일, 당해 제조일부터 현재에 이르기까지의 시간 및 2차 전지(V1)를 소정의 SOC(예를 들어, SOC＝90％) 이상에서 방치한 시간을 기록한다. 또한, 충전기(3)에 의한 충전 조작이 개시되었을 때의 SOC와, 그 횟수를 기록한다.
다음에, 진단 장치(1)에 대해 설명한다. 본 예의 진단 장치(1)는, 열화도 연산부(11), 대체 억제책 추출부(12), 기억부(13) 및 진단부(14)를 구비하고, 이들은 CPU, ROM, RAM 등을 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성할 수 있다.
열화도 연산부(11)는, 2차 전지(V1)의 열화 요인에 관계되는 사용 상태의 이력 데이터를 입력하고, 당해 사용 상태의 이력 데이터로부터 전지 열화의 정도를 연산한다. 구체적으로는, 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C 및 고충전 레벨 방치 시간 비율 D 외에, 충전 개시시의 전지 온도, 외기 온도와 전지 온도의 관계, 주행 개시시의 전지 온도를 연산한다.
급속 충전 빈도 A는, 급속 충전 횟수를 Nq, 충전 총 횟수를 N으로 하였을 때에 (Nq/N)×100으로 정의되는 전지 열화의 정도 중 하나로, 급속 충전 빈도 A가 클수록 전지 열화의 정도가 커지는 특성값이다. 급속 충전 횟수 Nq 및 충전 총 횟수 N은, 차량 제어부(V5)를 통해 전지 제어부(V4)의 메모리로부터 판독된다.
충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B는, 충전 개시시의 SOC마다의 충전 빈도를 Fn, SOC마다의 가중 계수를 αn으로 하였을 때에 ∫(Fn×αn)dSOC로 정의되는 전지 열화의 정도 중 하나로, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B가 클수록 전지 열화의 정도가 커지는 특성값이다.
예를 들어, SOC를 0∼20％, 20∼40％, 40∼60％, 60∼80％, 80∼100％와 같이 20％마다 구분하여, 충전을 개시하였을 때의 SOC 레벨이 어느 구간에 있었는지의 빈도를 카운트한다. 또한, SOC가 고레벨에 있을 때에 충전을 행하면 전지 열화의 정도가 커지므로, SOC가 고레벨에 있을 때의 가중 계수를 크게 설정하고, SOC가 중∼저레벨에 있을 때의 가중 계수를 작은 값으로 설정한다. 그리고, 각 구간의 충전 개시 빈도에 가중 계수를 곱한 값을 총합함으로써 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B를 연산한다. 충전 개시시의 SOC마다의 충전 빈도 Fn 및 가중 계수 αn은, 차량 제어부(V5)를 통해 전지 제어부(V4)의 메모리로부터 판독된다.
소비 전력 빈도 C는, 이그니션 키를 ON 하고 나서 OFF 할 때까지의 1트립 등, 소정의 항속 주행간에 있어서의 2차 전지(V1)의 평균 출력 전력을 W, 가중 계수를 β로 하였을 때에, W×β로 정의되는 전지 열화의 정도 중 하나로, 소비 전력 빈도 C가 클수록 전지 열화의 정도가 커지는 특성값이다. 또한, 가중 계수 β는, 평균 출력 전력 W가 클수록 큰 값으로 설정한다. 1트립간의 2차 전지(V1)의 평균 출력 전력 W 및 가중 계수 β는, 차량 제어부(V5)를 통해 전지 제어부(V4)의 메모리로부터 판독된다.
고충전 레벨 방치 시간 비율 D는, 소정의 SOC(예를 들어, 90％) 이상의 상태에서 2차 전지(V1)를 사용하지 않았던 시간을 t, 전지 제조일부터 현재까지의 경과 시간을 t0으로 하였을 때에, t/t0으로 정의되는 전지 열화의 정도 중 하나로, 고충전 레벨 방치 시간 비율 D가 클수록 전지 열화의 정도가 커지는 특성값이다. 소정의 SOC 이상의 상태에서 2차 전지(V1)를 사용하지 않았던 시간 t 및 전지 제조로부터 현재까지의 경과 시간 t0은, 차량 제어부(V5)를 통해 전지 제어부(V4)의 메모리로부터 판독된다.
대체 억제책 추출부(12)는, 열화도 연산부(11)에서 연산된 열화의 정도 중 소정의 허용값을 벗어난 요인에 대해 기억부(13)에 기억된 대체 억제책을 추출한다. 기억부(13)는, 전지 열화의 요인에 대한 대체 억제책을 기억한다.
여기서, 2차 전지(V1)의 열화 요인에 대해 언급한다.
도 2는 전지 열화의 주 요인(X), 사용자의 사용 요인(Y) 및 전지 열화의 억제책(Z)의 관계를 나타내는 도면으로, 전지 열화의 주 요인과 사용자의 사용 요인이 관련되는 것을 나타낸다. 주로 용량 저하로서 나타나는 2차 전지(V1)의 열화는, 전지가 고온인 것(X1), 충전 레벨이 높은 것(X2) 및 충전 횟수가 많은 것(X3)이 주된 원인으로 된다. 또한, 충전 레벨의 고저는 SOC에 의해 판단된다.
전지 온도가 높은 요인(X1)에는, 충전 중의 전지 온도가 고온인 것(X11) 및 주행 중의 전지 온도가 고온인 것(X12)이 포함된다. 충전 중의 전지 온도가 고온인 요인(X11)에는, 충전 개시시의 전지 온도가 고온인 것(X111), 급속 충전 빈도가 높은 것(X112) 및 외기온이 고온인 것(X113)이 포함되고, 주행 중의 전지 온도가 고온인 요인(X12)에는, 외기 온도가 고온인 것(X113), 주행 개시시의 전지 온도가 고온인 것(X121) 및 2차 전지(V1)의 출력 제한 빈도가 높은 것(X122)이 포함된다.
충전 개시시의 전지 온도가 고온인 요인(X111)은, 주행 후, 특히 고부하 주행 후에 바로 충전하는 사용 요인(Y1)과 상관이 강하다. 마찬가지로, 급속 충전 빈도가 높은 요인(X112)은, 빈번하게 급속 충전하는 사용 요인(Y2)과 상관이 강하고, 외기온이 고온인 요인(X113)은, 옥외 주차하는 사용 요인(Y3)과 상관이 강하고, 주행 개시시의 전지 온도가 고온인 요인(X121)은, 충전 후, 특히 급속 충전 후에 바로 주행하는 사용 요인(Y4)과 상관이 강하고, 출력 제한 빈도가 높은 요인(X122)은, 평균 차속이 높고, 전동 발전기(V3)에의 평균 출력 전력이 크고, 에어 컨디셔너나 히터의 소비 전력이 큰 사용 요인(Y5)과 상관이 강하다.
충전 레벨이 높은 요인(X2)으로서, 충전 개시시의 충전 레벨이 높은 것(X21) 및 2차 전지(V1)의 미사용시의 충전 레벨이 높은 것(X22)이 포함된다. 충전 개시시의 충전 레벨이 높은 요인(X21)은, 항속 거리가 짧은 주행(이하, 단거리 주행이라고도 함)과, 즉시 충전을 반복하는 사용 요인(Y6)과 상관이 강하고, 2차 전지(V1)의 미사용시의 충전 레벨이 높은 요인(X22)은, 주행 또는 충전 후에 충전 레벨이 높은 상태에서 차량을 방치하는 사용 요인(Y7)과 상관이 강하다.
충전 횟수가 많은 요인(X3)으로서, 보통 충전 및 급속 충전의 횟수가 많은 것(X31)이 포함된다. 보통 충전 및 급속 충전의 횟수가 많은 요인(X31)은, 보통 또는 급속 충전 횟수가 많고, 단거리 주행 및 즉시 충전을 반복하는 사용 요인(Y8)과 상관이 강하다.
도 2에 나타내는 사용자의 사용 요인(Y1∼Y8)은, 어느 쪽으로 하든 2차 전지(V1)의 열화로 이어지므로, 그 사용 요인이 없어지거나 개선되는 사용 방법을 전지 열화의 억제책으로서 설정하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 본 예에서는 이하의 억제책을 도 1의 기억부(13)에 기억시켜 둔다.
즉, 주행 후, 특히 고부하 주행 후에 바로 충전하는 사용 요인(Y1)에 대해서는, 주행 후 바로 충전하는 것은 피하는 것, 빈번하게 급속 충전하는 사용 요인(Y2)에 대해서는, 급속 충전 대신에 보통 충전을 권장하는 것, 옥외 주차하는 사용 요인(Y3)에 대해서는, 옥외 주차를 피하는 것, 충전 후, 특히 급속 충전 후에 바로 주행하는 사용 요인(Y4)에 대해서는, 충전 후 바로 주행하는 것은 피하는 것, 평균 차속이 높고, 전동 발전기(V3)에의 평균 출력 전력이 크고, 에어 컨디셔너나 히터의 소비 전력이 큰 사용 요인(Y5)에 대해서는, 소비 전력을 제한하는 에코 모드 주행을 권장하는 것, 단거리 주행과 즉시 충전을 반복하는 사용 요인(Y6)에 대해서는, 만충전 레벨을 제한하는 롱 라이프 모드를 권장하는 것, 주행 또는 충전 후에 충전 레벨이 높은 상태에서 차량을 방치하는 사용 요인(Y7)에 대해서는, 만충전 레벨을 제한하는 롱 라이프 모드를 권장하는 것, 보통 또는 급속 충전 횟수가 많고, 단거리 주행 및 즉시 충전을 반복하는 사용 요인(Y8)에 대해서는, 만충전 레벨을 제한하는 롱 라이프 모드를 권장하는 것을 각각의 억제책으로서 기억부(13)에 기억시킨다.
도 1의 대체 억제책 추출부(12)는, 열화도 연산부(11)에서 연산된 열화의 정도 중 소정의 허용값을 벗어난 요인에 대해 기억부(13)에 기억된 대체 억제책을 추출한다. 또한, 열화도 연산부(11)에서 판단 기준으로 되는 허용값은, 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C 및 고충전 레벨 방치 시간 비율 D로 대표되는 열화의 정도에 따라서 임의로 설정 가능하다.
진단부(14)는, 대체 억제책 추출부(12)에 의해 추출된 대체 억제책이 소정의 제시 기준을 만족시키는 경우는 억제책으로서 출력부(2)에의 출력을 허가하는 한편, 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 억제책으로서의 제시를 금지한다. 진단부(14)는, 차량으로서의 기능을 손상시키는지 여부를 제시 기준으로서 설정하고, 대체 억제책 추출부(12)에 의해 추출된 대체 억제책이 차량으로서의 기능을 손상시키는 경우는 당해 대체 억제책의 제시를 금지하고, 당해 대체 억제책이 차량으로서의 성능을 손상시키지만 차량으로서의 기능은 손상시키지 않는 경우는 당해 대체 억제책의 제시를 허가한다. 바꾸어 말하면, 차량의 사용 또는 주차를 금지하는 대체 억제책, 2차 전지의 충전을 금지하는 대체 억제책 및 자연 환경에 관한 대체 억제책은, 차량의 기능을 손상시키는 것으로서 제시를 금지한다.
즉, 진단부(14)는, 상술한 억제책 중, 주행 후, 특히 고부하 주행 후에 즉시 충전하는 사용 요인(Y1)에 대한 억제책으로서의 주행 후 바로 충전하는 것을 피하는 것은, 전지의 충전을 금지하는 대체 억제책이므로 제시를 금지한다. 마찬가지로, 옥외 주차하는 사용 요인(Y3)에 대한 억제책으로서의 옥외 주차를 피하는 것은, 자연 환경에 관한 대체 억제책이므로 제시를 금지하고, 충전 후, 특히 급속 충전 후에 바로 주행하는 사용 요인(Y4)에 대한 억제책으로서의 충전 후 바로 주행하는 것을 피하는 것은, 차량의 사용을 금지하는 대체 억제책이므로 제시를 금지한다. 그 밖에, 주행 또는 충전 후에 충전 레벨이 높은 상태에서 차량을 방치하는 사용 요인(Y7)에 대한 억제책으로서의 고충전 레벨로 차량을 방치하는 것을 피하는 것은, 차량의 주차를 금지하는 대체 억제책이므로 제시를 금지한다.
출력부(2)는, 진단부(14)로부터 출력된 대체 억제책을 종이 매체에 출력하는 프린터, 대체 억제책을 표시하는 디스플레이 등으로 구성되고, 대체 억제책을 사용자에게 제시하는 기능을 담당한다. 도 4에 표시예인 어드바이스 시트를 나타낸다.
도 4에 나타내는 어드바이스 시트는, 「사용 어드바이스」의 항목으로서, 충전 방법, 주행 방법, 보관 방법이 언급되고, 용량 저하 요인으로서, 급속 충전을 빈번하게 행하는 것, 만충전에 가까운 상태에서 보충 충전을 빈번하게 행하는 것, 주행 중의 소비 전력이 많은 것, 장기 보관시, 만충전에 가까운 상태에서 보관하는 것과 같은 내용이 언급되어 있다. 이들 항목과 용량 저하 요인은 사용자의 사용 상태에 따라 변동되지 않으므로, 고정 표시 항목으로서 출력된다. 이에 대해 어드바이스와 배터리에의 친화성의 항목은 사용자의 사용 상태에 따라 출력 내용이 다르다. 상세한 것은 이하에 설명한다.
다음에, 본 예의 진단 장치(1)의 동작을 설명한다.
우선, 진단 장치(1)와 차량 제어부(V5)를 접속하고, 스텝 ST1에서, 차량 제어부(V5) 및 전지 제어부(V3)에 기록된 2차 전지(V1)의 사용 이력 데이터를 열화도 연산부(11)에 읽어들인다.
스텝 ST2에서는, 열화도 연산부(11)에서, 판독된 2차 전지(V1)의 사용 이력 데이터에 기초하여 열화도, 구체적으로는 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C 및 고충전 레벨 방치 시간 비율 D 외에, 충전 개시시의 전지 온도, 외기 온도와 전지 온도의 관계, 주행 개시시의 전지 온도를 연산한다. 스텝 ST3에서는, 대체안 억제책 추출부(12)에서, 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C, 고충전 레벨 방치 시간 비율 D, 충전 개시시의 전지 온도, 외기 온도와 전지 온도의 관계, 주행 개시시의 전지 온도의 각 연산 결과가 소정의 허용값 이내인지 여부를 판단한다.
스텝 ST3의 판단 결과, 허용값 이내인 열화 요인에 대해서는 스텝 ST8로 진행하여, 현재의 사용 이력에서는 특별히 억제책이 필요하지 않다는 취지를 제시한다. 구체적으로는, 도 4의 어드바이스 시트의 어드바이스 항목에 「현재 사용하시는 방법에서 용량 저하로 이어지는 요인은 없습니다.」라고 표시하는 동시에, 배터리에의 친화성의 항목에 별(★)표를 많이 표시한다.
스텝 ST3의 판단 결과, 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C, 고충전 레벨 방치 시간 비율 D, 충전 개시시의 전지 온도, 외기 온도와 전지 온도의 관계, 주행 개시시의 전지 온도 중 허용값을 벗어난 열화 요인에 대해서는 스텝 ST4로 진행하여, 기억부(13)에 기억되어 있는 대체 억제책을 추출한다.
스텝 ST5에서는, 스텝 ST4에서 추출된 대체 억제책이 상술한 제시 기준을 만족시키는지 여부를 판단한다. 구체적으로는 대체 억제책 추출부(12)에 의해 추출된 대체 억제책이 차량으로서의 기능을 손상시키는 경우는 스텝 ST7로 진행하여, 당해 대체 억제책의 제시를 금지한다. 이에 대해, 당해 대체 억제책이 차량으로서의 성능을 손상시키지만 차량으로서의 기능은 손상시키지 않는 경우는 스텝 ST6으로 진행하여, 당해 대체 억제책의 제시를 허가한다.
도 4의 어드바이스 시트에 있어서는, 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C 및 고충전 레벨 방치 시간 비율 D 모두가 허용값을 초과한 결과의 대체 억제책을 제시한 것을 나타낸다. 즉, 급속 충전 빈도 A가 허용값을 초과하고 있으므로 사용자에 대해 보통 충전을 권장하고, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B가 허용값을 초과하고 있으므로 사용자에 대해 롱 라이프 모드를 권장하고, 소비 전력 빈도 C가 허용값을 초과하고 있으므로 사용자에 대해 에코 모드 주행을 권장하고, 고충전 레벨 방치 시간 비율 D가 허용값을 초과하고 있으므로 사용자에 대해 롱 라이프 모드를 권장한다. 또한, 도 4의 어드바이스 시트의 배터리에의 친화성의 항목은, 별의 개수가 많을수록 배터리에 대해 친화적인 사용 방법으로 되어 있는 것을 나타내지만, 도 4에 있어서는 편의적으로 별의 개수와 어드바이스 내용이 정합되어 있지 않은 상태도 표시하고 있다.
또한, 도 4에 나타내는 예에서는, 충전 개시시의 전지 온도, 주행 개시시의 전지 온도 및 외기온에 대해서도 허용값을 초과하고 있지만, 진단부(14)에 의한 판단의 결과, 충전, 주행 또는 옥외 주차를 금지하는 것 등의 억제책은 제시하지 않는다.
이상과 같이, 본 예의 진단 장치(1)에 따르면, 열화도 연산부(11)에서 2차 전지(V1)의 열화 요인을 해석한 결과, 대체 억제책 추출부(12)에서 전지 열화의 대체 억제책을 추출하지만, 진단부(14)에서 대체 억제책이 차량으로서의 기능을 손상시키는 경우, 바꾸어 말하면 차량의 사용 또는 주차를 금지하는 대체 억제책, 2차 전지의 충전을 금지하는 대체 억제책 및 자연 환경에 관한 대체 억제책은, 차량의 기능을 손상시키는 것으로서 당해 대체 억제책의 제시를 금지한다. 이 결과, 사용자에 대해 과도한 제약을 부여하는 일 없이, 차량으로서의 존재 가치를 저하시키는 일 없이 2차 전지(V1)의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상술한 열화도 연산부(11)에서 연산된 급속 충전 빈도 A, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B, 소비 전력 빈도 C 및 고충전 레벨 방치 시간 비율 D를 사용하여, 급속 충전 빈도 A 및 그 가중 계수 a, 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B 및 그 가중 계수 b, 소비 전력 빈도 C 및 그 가중 계수 c, 고충전 레벨 방치 시간 비율 D 및 그 가중 계수 d, a＋b＋c＋d＝1로 하였을 때에, F＝A×a＋B×b＋C×c＋D×d로 정의되는 종합 열화도 F를 출력부(2)에 출력해도 된다.
또한, 기억부(13)에 기억된 대체 억제책, 대체 억제책 추출부(12)의 허용값 및 진단부(14)의 제시 기준을, 진단 장치(1)의 외부로부터 입력하여 정기적으로 갱신해도 된다. 또한, 도 1의 예에서는 차량(V)과는 별도로 진단 장치(1)를 설치하였지만, 진단 장치(1)를 차량 탑재하고, 출력부(2)를 내비게이션 시스템의 차량 탑재 디스플레이와 공용함으로써 진단 결과를 디스플레이에 표시해도 된다. 또한, 진단 장치(1)를 글로벌 데이터센터에 설치하고, 텔레매틱스를 통해 차량 탑재 컴퓨터와 교신함으로써 차량 탑재 디스플레이에 표시하거나 글로벌센터에서 프린트아웃해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 열화도 연산부(11)에서 연산한 열화도가 소정의 허용값을 초과하고 있는 경우에 그 대체 억제책을 대체 억제책 추출부(12)에 의해 추출하여, 추출된 대체 억제책이 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 진단부(14)가 제시를 금지하였지만, 진단부(14)는 2차 전지(V1)의 열화도가 소정의 허용값을 초과하고 있는지 여부의 판단에 의존하지 않고, 이것과는 독립적으로, 대체 억제책이 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 제시를 금지하고, 제시 기준을 만족시키는 경우는 제시를 허가하도록 구성해도 된다. 이 경우에, 열화도 연산부(11)와 대체 억제책 추출부(12)는 반드시 필수적인 것은 아니므로 이들을 생략해도 되지만, 진단부(14)의 판단과는 독립적으로, 열화도 연산부(11)에 차량 제어부(V5)로부터 2차 전지(V1)의 사용 상태의 이력 데이터를 판독하여, 열화도의 결과를 출력부(2)에 출력해도 된다.
상기 열화도 연산부(11)는 본 발명에 관한 열화도 연산 수단 및 종합 열화도 제시 수단에 상당하고, 상기 대체 억제책 추출부(12)는 본 발명에 관한 추출 수단에 상당하고, 상기 기억부(13)는 본 발명에 관한 기억 수단 및 갱신 수단에 상당하고, 상기 진단부(14)는 본 발명에 관한 진단 수단에 상당한다.
V : 차량
V1 : 2차 전지
V2 : 인버터
V3 : 차량 구동용 전동기
V4 : 전지 제어부
V5 : 차량 제어부
V6 : 외기온 센서
V7 : 전지 온도 센서
1 : 진단 장치
11 : 열화도 연산부
12 : 대체 억제책 추출부
13 : 기억부
14 : 진단부
2 : 출력부
3 : 충전기

Claims (14)

  1. 2차 전지를 탑재한 차량에 대해 상기 2차 전지의 사용 상태의 이력을 진단하여 전지 열화의 억제책을 제시하는 차량용 전지의 진단 장치에 있어서,
    상기 2차 전지의 열화 요인에 대한 대체 억제책을 기억하는 기억 수단과,
    상기 대체 억제책이 소정의 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는, 억제책으로서의 제시를 금지하는 진단 수단을 구비하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2차 전지의 열화 요인에 관계되는 사용 상태의 이력 데이터를 입력하고, 당해 사용 상태의 이력 데이터로부터 전지 열화의 정도를 연산하는 열화도 연산 수단과,
    상기 연산된 열화의 정도 중 소정의 허용값을 벗어난 요인에 대해 상기 기억 수단으로부터 대체 억제책을 추출하는 추출 수단을 더 구비하고,
    상기 진단 수단은, 상기 추출된 대체 억제책이 소정의 제시 기준을 만족시키지 않는 경우는 억제책으로서의 제시를 금지하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 전지의 열화 요인은, 전지 온도, 충전시의 SOC 및 충전 횟수를 포함하고,
    상기 전지 온도는, 충전 개시시의 전지 온도, 급속 충전 빈도, 외기온, 주행 개시시의 전지 온도 및 전지의 출력 제한 빈도를 포함하고,
    상기 충전시의 SOC는, 충전 개시시의 SOC 및 전지 미사용시의 SOC를 포함하고,
    상기 충전 횟수는, 보통 충전 및 급속 충전의 횟수를 포함하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진단 수단은, 상기 차량으로서의 기능을 손상시키는지 여부를 상기 제시 기준으로서 설정하고,
    상기 대체 억제책이 차량으로서의 기능을 손상시키는 경우는 당해 대체 억제책의 제시를 금지하고, 상기 대체 억제책이 차량으로서의 성능을 손상시키지만 차량으로서의 기능은 손상시키지 않는 경우는 당해 대체 억제책의 제시를 허가하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진단 수단은, 차량의 사용 또는 주차를 금지하는 대체 억제책, 전지의 충전을 금지하는 대체 억제책 및 자연 환경에 관한 대체 억제책은 차량의 기능을 손상시키는 것으로서 제시를 금지하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 허용값은, 임의로 설정 가능한, 차량용 전지의 진단 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열화도 연산 수단은, 급속 충전 횟수를 Nq, 충전 횟수의 총합을 N으로 하였을 때에 (Nq/N)×100으로 정의되는 급속 충전 빈도를 상기 전지 열화의 정도로서 연산하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열화도 연산 수단은, 충전 개시시의 SOC마다의 충전 빈도를 Fn, SOC마다의 가중 계수를 αn으로 하였을 때에 ∫(Fn×αn)dSOC로 정의되는 충전 개시시의 충전 레벨 빈도를 상기 전지 열화의 정도로서 연산하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열화도 연산 수단은, 소정의 항속 주행간에 있어서의 전지의 평균 출력 전력을 W, 가중 계수를 β로 하였을 때에 W×β로 정의되는 소비 전력 빈도를 상기 전지 열화의 정도로서 연산하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열화도 연산 수단은, 소정의 SOC 이상의 상태에서 전지를 사용하지 않았던 시간을 t, 전지 제조일부터 현재까지의 경과 시간을 t0으로 하였을 때에 t/t0으로 정의되는 고충전 레벨 방치 시간 비율을 상기 전지 열화의 정도로서 연산하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  11. 제10항(제7, 8 및 9에 종속된)에 있어서, 상기 급속 충전 빈도 A 및 그 가중 계수 a, 상기 충전 개시시의 충전 레벨 빈도 B 및 그 가중 계수 b, 상기 소비 전력 빈도 C 및 그 가중 계수 c, 상기 고충전 레벨 방치 시간 비율 D 및 그 가중 계수 d, a＋b＋c＋d＝1로 하였을 때에, A×a＋B×b＋C×c＋D×d로 정의되는 종합 열화도를 제시하는 종합 열화도 제시 수단을 더 구비하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기억 수단에 기억된 대체 억제책, 상기 추출 수단의 허용값 및 상기 진단 수단의 제시 기준을 외부로부터 입력하여 갱신하는 갱신 수단을 더 구비하는, 차량용 전지의 진단 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 차량용 전지의 진단 장치를 탑재한, 차량.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 차량용 전지의 진단 장치를 설치한, 외부 정보 센터.
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