CN103238081B - 二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法 - Google Patents
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Abstract
即使是在进行了绕过电流传感器的非正规的充放电的情况下,也正确地检测二次电池的状态。检测搭载于车辆的二次电池的状态的二次电池状态检测装置,包含:检测流过二次电池的电流的电流检测单元(电流传感器12),检测二次电池的电压的电压检测单元(电压传感器11),和判定单元(控制部10),该判定单元(控制部10)在对二次电池的端子直接连接外部设备,不经由电流检测单元,使二次电池充电或者放电了的情况下,基于由电流检测单元以及电压检测单元检测的电流值与电压值的变化判定如此的非正规的充放电是否发生。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法。
背景技术
近年,在汽车等中,通过存储于二次电池的电力工作的电气设备的数量增加,并且,例如,电动转向以及电动刹车等那样关系到行驶安全的设备也变为由二次电池驱动。因此,正确掌握二次电池的充电状态(例如,SOC:State of Charge)的必要性正在变高。
一般来说,因为二次电池在稳定了的状态下,其开路端电压(OCV:Open Circuit Voltage)与充电状态之间存在比例关系,所以能够通过检测开路端电压推定充电状态。但是,在汽车等车辆的情况下,发动机启动时,存在从二次电池到各个负载的电力供给,并且,也存在从交流发电机到二次电池的电力供给,充电以及放电反复发生。进行了充放电之后的蓄电池,因为受到由电化学反应引起的极板表面的离子的生成、消失反应,以及由电解液的扩散和对流引起的离子移动的种种影响,所以开路电压与充电状态的比例关系变得不成立。
在专利文献1、2中,公开了即使是在充放电后,也能够正确地推定开路电压以及充电状态的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-2691号公报
专利文献2:日本特开2009-300209号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在汽车等中,存在如下情况,即,作为在二次电池的剩余容量不足、发动机的启动变得困难的情况下的应急处理,执行由电缆直接连接故障车二次电池的端子与救援车二次电池的端子、通过接受来自救援车的电力供给而启动发动机的所谓“跨接启动(jump start)”。
在执行了如此的跨接启动的情况下,因为,连接了端子之间而使电流绕过电流传感器流动,所以,例如,用专利文献1以及2中记载的技术不能正确地推定极化以及成层化的影响。因此,存在推定的开路电压或者充电状态包含误差的问题。并且,除了跨接启动,例如,还存在直接连接充电器与二次电池、对二次电池充电的情况,在如此的情况下也存在推定的开路电压或者充电状态包含误差的问题。
并且,故障车侧会发生对二次电池不介由电流传感器而充电的盲充电(blind charge),救援车侧会发生不介由电流传感器而放电的盲放电(blinddischarge)。在这些盲充电或者盲放电发生了的情况下,用专利文献1以及2中记载的技术不能正确推定极化或者成层化的影响。因此,推定的开路电压或者充电状态包含误差。从而,存在检测盲充电与盲放电的发生、在各自的情况下进行校正的必要,迄今为止尚不存在检测盲充电与盲放电的技术。
因此,本发明的目的是提供一种二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法,其即使是在进行了绕过电流传感器的非正规的充放电的情况下,也能够正确地检测二次电池的状态,并且,能够检测盲充电以及盲放电的发生。
用于解决问题的技术方案
为了解决所述问题,本发明是一种二次电池状态检测装置,检测搭载于车辆的二次电池的状态,其特征在于,包含:检测流过所述二次电池的电流的电流检测单元,检测所述二次电池的电压的电压检测单元,和判定单元,所述判定单元在外部设备被直接连接于所述二次电池的端子,不经由所述电流检测单元,使所述二次电池充电或者放电了的情况下,基于由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流值与电压值的变化判定如此的非正规充放电是否发生。
根据如此的结构,能够正确地检测二次电池的状态,并且,能够检测盲充电以及盲放电的发生。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还在为了救济本车辆或者其它车辆的二次电池的耗尽而将所述本车辆以及所述其它车辆的二次电池之间用电缆连接的情况下,基于由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流值与电压值的变化的大小关系,判定所述本车辆的二次电池是否发生了作为不经由所述电流检测单元进行充电的非正规充电的盲充电,或者,是否发生了作为不经由所述电流检测单元进行放电的非正规放电的盲放电。
根据如此的结构,能够检测盲充电以及盲放电的发生。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,还包含状态检测单元,其参照由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流值以及电压值、与所述判定单元的判定结果,检测所述二次电池的状态。
根据如此的结构,能够考虑非正规充放电、正确地检测二次电池的状态。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,还在由所述判定单元判定为所述非正规充放电发生了的情况下,所述状态检测单元,废弃在所述非正规充放电发生时测定的所述二次电池的阻抗值。
根据如此的结构,能够通过废弃包含误差的二次电池的阻抗来防止进行错误的状态检测。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,还在由所述判定单元判定为所述非正规充放电发生了的情况下,向其它的装置通知所述非正规充放电的发生。
根据如此的结构,能够通过向其它的装置通知非正规充放电的发生,使其它装置得知处于特殊状况下的情况。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还在使由所述电流检测单元检测的电流的变化为ΔI、使由所述电压检测单元检测的电压的变化为ΔV、使所述二次电池的内部电阻为Z的情况下,根据由ΔV-ΔI×Z得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电。
根据如此的结构,能够正确地检测盲充电以及盲放电的发生。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还包含分别对应于由所述ΔV-ΔI×Z得到的正值或者负值的阈值,基于与该阈值的比较判定盲充电或者盲放电发生了。
根据如此的结构,能够不受噪声等的影响,正确地检测盲充电以及盲放电的发生。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还在由所述ΔV-ΔI×Z得到的值超过了所述正或者负的阈值的情况下,在作为判定对象的电压以及电流中,将在较早时间测定的电压以及电流作为基准值进行固定,由该基准值与最新的电压以及电流求得ΔV以及ΔI,在由所述ΔV-ΔI×Z得到的值在一定期间持续超过所述正或者负的阈值的情况下,判定为所述盲充电或者盲放电发生了。
根据如此的结构,能够不受噪声等的影响,正确地检测盲充电以及盲放电的发生。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还仅仅在所述本车辆的发动机停止了的情况下,进行所述盲充电的判定。
根据如此的结构,因为在发动机正在工作的情况下,二次电池不会耗尽,所以通过停止判定,能够减轻处理的负荷,并且,能够防止误判定。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元还在判定为所述盲充电发生了的情况下,直到所述本车辆的发动机停止的期间,不进行所述盲放电的判定。
根据如此的结构,因为在接受了跨接启动之后,发生了电池耗尽的车辆对其它的车辆进行跨接启动是极为罕见的,所以,通过停止如此的判定,能够减轻处理的负荷,并且,能够防止误判定。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,所述判定单元即使是在判定为所述盲放电发生了的情况下,也在电压比所述变化前上升了的情况下,修正判定为所述盲充电发生了。
根据如此的结构,在本车辆为故障车的情况下,其它车辆在发动机停止的状态连接二次电池之间而启动了发动机的时候,即使由于临时流过的电流误判定为盲放电发生了时,也能够修正判定。
并且,其它发明的特征在于,除了上述发明以外,还包含考虑由所述盲充电或者盲放电引发的极化现象或者成层化现象的变化量、推定所述二次电池的状态的状态检测单元。
根据如此的结构,在盲充电或者盲放电发生了的情况下,能够考虑极化现象或者成层化现象的变化量而正确推定二次电池的状态。
并且,一种二次电池状态检测方法,其特征在于,参照电流检测单元以及电压检测单元的检测结果,检测搭载于车辆的二次电池的状态,包含:在对所述二次电池的端子直接连接外部设备,不经由所述电流检测单元,使所述二次电池充电或者放电了的情况下,基于由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流与电压的变化判定如此的非正规充放电是否发生的判定步骤。
根据如此的方法,能够正确地检测二次电池的状态,并且,能够检测盲充电以及盲放电的发生。
发明效果
根据本发明,能够提供一种二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法,其即使是在进行了绕过电流传感器的非正规充放电的情况下,也能够正确地检测二次电池的状态,并且,能够检测盲充电以及盲放电的发生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的能否启动判定装置的结构例的图。
图2是表示图1的控制部的详细的结构例的框图。
图3是表示由成层化以及极化的影响所引起的二次电池的电压变化的图。
图4是表示成层化以及充电极化与实际容量的关系的图。
图5是表示车辆在行驶中与停止中的电压的变化的图。
图6是用于说明判定跨接启动的有无的处理的一个例子的流程图。
图7是用于说明图6所示的流程图的工作原理的图。
图8是用于说明图6所示的流程图的工作原理的图。
图9是用于说明求得极化校正系数以及成层化校正系数的处理的一个例子的流程图。
图10是表示行驶中以及停止中的电压变化的图。
图11是用于说明废弃转动动力输出轴电阻(cranking resistance)的处理的一个例子的流程图。
图12是表示由连接电缆连接故障车与救援车的二次电池之间的状态的图。
图13是用于检测盲充电的流程图。
图14是表示盲充电发生了时的电压与电流的变化的图。
图15是用于检测盲放电的流程图。
图16是表示盲放电发生了时的电压与电流的变化的图。
图17是在停止了救援车的发动机的状态下,由连接电缆连接了故障车与救援车的二次电池时的电压与电流的变化的图。
图18是在将盲充电误判定为了盲放电的情况下,用于修正判定的流程图。
图19是在停止了救援车的发动机的状态下,由连接电缆连接故障车与救援车的二次电池,并且启动了救援车的发动机时的故障车的电压与电流的变化的图。
图20是用于在盲充电发生了的情况下求得极化校正系数与成层化校正系数的流程图。
图21是用于在盲放电发生了的情况下求得极化校正系数的流程图。
图22是用于在盲充电或者盲放电发生了的情况下,废弃转动动力输出轴电阻的流程图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
(A)实施方式的构成的说明
图1是表示具有本发明的实施方式的二次电池状态检测装置的车辆的电源***的图。此图中,二次电池状态检测装置1,以控制部10、电压传感器11、电流传感器12、温度传感器13、以及放电电路15为主要构成要素,检测二次电池14的状态。此处,控制部10,参照来自电压传感器11、电流传感器12、以及温度传感器13的输出,检测二次电池14的状态。电压传感器11,检测并且向控制部10通知二次电池14的端电压。电流传感器12,检测并向控制部10通知流过二次电池14的电流。温度传感器13,检测并向控制器10通知二次电池14自身或者周围的环境温度。放电电路15,例如由串联的半导体开关与电阻元件等构成,通过由控制器10控制半导体开关的导通(ON)/断开(OFF),使二次电池14间歇地放电。
二次电池14,例如,由在正极(阳极板)使用二氧化铅、在负极(阴极板)使用海绵状的铅、使用稀硫酸作为电解液的所谓液式铅蓄电池构成,由交流发电机16充电,驱动启动马达18而启动发动机,并且,向负载19供给电力。交流发电机16,由发动机17驱动,产生交流电力并由整流电路变换为直流电力,将二次电池14充电。
发动机17,例如,由汽油发动机或者柴油发动机等往复式发动机或者转子发动机等构成,由启动马达18启动,介由传动装置驱动驱动轮对车辆给予推进力,并且,驱动交流发电机16产生电力。启动马达18,例如,由直流电动机构成,由来自二次电池14供给的电力产生旋转力,启动发动机17。负载19,例如,由电动转向马达、除雾器、点火线圈、汽车音响、以及汽车导航***等构成,通过来自二次电池14的电力工作。
图2是表示图1所示的控制部10的详细的结构例的图。如此图所示,控制部10,包含CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)10a、ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)10b、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)10c、通信部10d、显示部10e、I/F(Interface,接口)10f。此处,CPU10a,基于存储于ROM10b的程序10ba控制各个部分。ROM10b,由半导体存储器等构成,存储程序10ba等。RAM10c,由半导体存储器等构成,存储在执行程序10ba时生成的参数10ca。通信部10d,介由通信线路与其它装置(例如,未图示的ECU(Engine Control Unit,发动机控制单元))等连接,在与其它装置之间,授受信息。显示部10e,由显示来自CPU10a供给的信息的、例如液晶显示器等构成。I/F10f,将来自电压传感器11、电流传感器12、以及温度传感器13供给的信号变换为数字信号并读入,并且,向放电电路15供给驱动电流并控制它。
(B)实施方式的工作概况的说明
接着,参照图3~5,对实施方式的工作概况进行说明。以下,在对二次电池的极化现象以及成层化现象进行说明之后,对本实施方式的工作概况进行说明。首先,对极化现象进行说明。极化现象中,存在充电时发生的充电极化,与放电时发生的放电极化。此处,充电极化现象是指由于充电时的二次电池14的电极表面的电化学反应的延迟等使电极表面的离子密度变高、二次电池14的输出电压变高的现象。另外,放电极化现象是指放电时在电极表面离子密度变低、二次电池14的输出电压变低的现象。
另一方面,成层化现象是指在放电中或者充电中在电解液的上部与下部产生比重差,由此使输出电压变化的现象。具体而言,在二次电池中,因为放电初期是电极的垂直方向的上部优先放电,所以电解液的上部的比重变得比下部低。然后,在充电中,因为由于放电而生成的硫酸铅变为金属铅与硫酸,所以释放高浓度的硫酸到电解液中。因此,释放的硫酸向下部沉降,发生在电解液的上部与下部产生比重差的成层化。
图3表示极化现象以及成层化现象与电压的关系。如图3所示,成层化现象以及充电极化现象,在使二次电池14的电压变得比开路电压高的方向上发生影响,随着时间推移其影响持续减少。另外,放电极化现象,在使二次电池14的电压变得比开路电压低的方向上发生影响,随着时间推移其影响逐渐减少。
图4是表示开路电压与成层化以及充电极化的关系的图。如图4的左侧所示,作为二次电池14的表观电压而测定的电压,包含由成层化以及充电极化引起的电压的增加量。如前所述,因为由成层化以及充电极化所引起的电压的增加量随着时间的经过而减少,所以在经过指定的时间之后,如图4的右侧所示,相比较于图4的左侧,成层化以及充电极化的部分在减少。
图5是表示二次电池14在行驶中与车辆停止中的电压的变化的图。在图5中,虽然在行驶中二次电池14的电压保持在14V左右,但是,在车辆停止中,随着时间的经过,电压减少,逐渐接近开路电压。
此处,由成层化以及极化引起的电压变化,仅仅是表观电压上升,与二次电池14的能够放电的容量没有关系。但是,基于包含成层化以及充电极化的表观电压,判定二次电池14的开路电压以及充电率时,会得到比实际的开路电压或者充电率大的值。因此,为了排除由成层化以及极化所引起的影响,得到正确的开路电压以及充电率,一直采用如下方法:根据流过二次电池14的充放电电流的积分值推定极化量以及成层化量,基于推定的极化量以及成层化量求得图4的表示实际容量的开路电压,例如,在专利文献2等中记载了具体的方法。
可是,在二次电池14耗尽了的情况(充电量降低,不能启动发动机的情况)下,存在执行所谓“跨接启动”的情况,即由连接电缆直接连接其它车辆的二次电池与故障车的二次电池14,从其它车辆的二次电池接受电力供给,启动发动机17。在如此的跨接启动中,因为由电缆直接连接二次电池的端子之间,所以在2个二次电池之间流过的电流,不会被电流传感器12检测出。因此,流过所述二次电池14的充放电电流的积分值产生误差,所以,极化量以及成层化量的推定值包含误差。其结果是,推定为比实际的开路电压或者充电率高的值,认为充电量存在余量而使用二次电池14时,存在电池耗尽,不能再启动发动机17的情况。
因此,在本发明的第一实施方式中,如后所述,根据流过二次电池14的电流与电压的变化,检测跨接启动是否执行。并且,在检测出了跨接启动的情况下,设立跨接启动发生标志,通知与二次电池状态检测装置1的通信部10d连接的其它装置(例如,未图示的ECU)发生跨接启动。并且,基于根据电流积分求得的开路电压OCV1以及根据电压推移求得的OCV2,调整用于排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值。进而,对于在跨接启动时求得的二次电池14的内部电阻,由于在与其它二次电池之间进行电流的授受,故而不正确,所以废弃。通过如此的处理,在执行了跨接启动的情况下,通知其它装置发生跨接启动,例如,通过以与通常不一样的(抑制电力消耗的)工作模式工作,能够抑制电力的消耗。并且,通过调整用于排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值,能够正确地掌握实际容量。并且,通过废弃二次电池14的内部电阻,能够防止基于不正确的参数进行错误的判断。
另外,在故障车侧,发生不被电流传感器12检测的充电即“盲充电”,另一方面,在救援车侧,发生不被电流传感器12检测的放电即“盲放电”。应予说明,即使在执行了跨接充电的情况下,也存在不发生盲充电或者盲放电的情况。例如,如图12所示,在车辆A与车辆B之间执行跨接充电的情况下,连接电缆21在车辆A的二次电池14A的正极端子与车辆B的二次电池14B的正极端子之间连接,连接电缆22在车辆A的发动机17A(车体)与车辆B的二次电池14B的负极端子之间连接。此情况下,如图1所示,车辆A在二次电池14A与车体之间配置电流传感器12A时,与车辆B之间交换的电流,经过电流传感器12。因此,车辆A是故障车也好,或者是救援车也好,盲充电以及盲放电都不发生。另一方面,在车辆B,与车辆A之间交换的电流不经过电流传感器12。因此,在车辆B是故障车的情况下发生盲充电,是救援车的情况下发生盲放电。不过,因为近年来,为了降低发动机声音,多在发动机17安装树脂制的壳体,所以,多以车辆B的形态连接,因此发生盲充电或者盲放电的机会多。
盲充电发生时,因为流过所述二次电池14的充放电电流的积分值产生误差,所以,极化量以及成层化量的推定值包含误差。结果是推定为比实际的开路电压或者充电率高的值,如果认为充电量存在余量而使用二次电池14,则存在电池耗尽,发动机17不能再启动的情况。另外,在盲放电发生了的情况下,虽然由极化量以及成层化量所引起的影响比盲充电小,但是存在因为对故障车供给电力而致使充电率降低,从而电池耗尽的情况。
因此,在本发明的第二实施方式中,如后所述地根据流过二次电池14的电流与电压的变化,判定盲充电或者盲放电是否发生。并且,在判定为它们发生了的情况下,设立标志,对与二次电池状态检测装置1的通信部10d连接的其它装置(例如,未图示的ECU)通知它们的发生。另外,基于根据电流积分求得的开路电压OCV1以及根据电压推移求得的OCV2,在盲充电或者盲放电各自的情况下调整用于排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值。进而,对于在跨接启动时求得的二次电池14的内部电阻,因为与其它二次电池之间进行了电流的授受而不正确,所以废弃。通过如此的处理,在执行了盲充电或者盲放电的情况下,对其它装置通知它们的发生,例如,通过以与通常不一样的(抑制了电力消耗的)工作模式工作,能够抑制电力的消耗。并且,通过调整用于排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值,能够正确地掌握实际容量。并且,通过废弃二次电池14的内部电阻,能够防止基于不正确的参数进行错误的判断。
(C)第一实施方式的详细工作的说明
接着,参照图6~11,对本实施方式的详细工作进行说明。图6是用于说明为了检测跨接启动等非正规充放电被执行了的情况在图2所示的控制部10执行的处理的流程的流程图。应予说明,图6所示的处理,在电流以及电压的变动激烈的车辆的行驶中,例如,以10ms周期执行,在它们的变动缓慢的停止中,例如,以1s周期执行。开始图6所示的流程图的处理时,执行以下的步骤。
步骤S1中,CPU10a,参照电流传感器12的输出,取得此时刻的电流值I1。
步骤S2中,CPU10a,从RAM10c的参数10ca中取得通过前一次的处理求得的(通过后述的步骤S9的处理而存储于RAM10c的)电流值I2,计算与步骤S1中取得的电流值I1的差ΔI(=I1-I2)。
步骤S3中,CPU10a,参照电压传感器11的输出,取得此时刻的电压值V1。
步骤S4中,CPU10a,从RAM10c的参数10ca中取得通过前一次的处理求得的电压值V2,计算与步骤S3中取得的电压值V1的差ΔV(=V1-V2)。
步骤S5中,CPU10a,取得在车辆停止中测定并作为参数10ca存储于RAM10c的静态阻抗Z。此处,静态阻抗Z是指在二次电池14电平衡状态下测定的二次电池14的内部阻抗。此静态阻抗,是车辆在停止中,通过放电电路15以指定周期进行脉冲放电,根据此时的电流以及电压的变化而测定的。另外,后述的转动动力输出轴电阻,是根据由启动马达18启动发动机17时(大电流流过时)检测出的电流以及电压求得的电阻,相对于静态阻抗,称其为动态阻抗。
步骤S6中,CPU10a,基于以下的公式(1)运算D。
D=ΔV-Z×ΔI···(1)
此处,因为在二次电池14的电压V、电流I、与阻抗Z之间,欧姆定律成立,所以正常情况下ΔV=Z×ΔI(ΔV-Z×ΔI=0)成立。但是,在执行了跨接启动的情况下,尽管在故障车侧检测不到电流I,但是由于来自救援车的电流供给而使电压上升。其结果是,在故障车侧,如图7所示,D的值成为正值。应予说明,在图7的例子中,横轴表示时间,纵轴表示电压以及电流,在图的中央部分执行跨接启动(由电缆连接二次电池之间),此时,暂时地成为ΔV-Z×ΔI>0。另一方面,尽管在救援车侧检测不到电流I,但是由于向故障车侧供给电流,所以电压下降。结果是,在救援车侧,如图8所示,D的值成为负值。在图8的例子中,在图的中央部分执行跨接启动(由电缆连接二次电池之间),此时,暂时地成为ΔV-Z×ΔI<0。
步骤S7中,CPU10a,判定在步骤S6中求得的D的绝对值|D|是否大于阈值Th,在|D|>Th成立的情况下(步骤S7:Yes)进入步骤S8,除此以外的情况(步骤S7:No)进入步骤S9。此处,作为阈值Th,只要是能够检测出图7以及图8所示的ΔV-Z×ΔI的变化的值,并且,是不受基于电压或者电流的变动的噪声影响的值即可。
步骤S8中,CPU10a,设定表示跨接启动发生了的跨接启动发生标志为“1”。应予说明,对于跨接启动发生标志,因为与图1所示的二次电池状态检测装置1的通信部10d连接的其它装置(例如负载19以及ECU(未图示))也能够参照,所以其它装置能够通过例如以不同于通常的(抑制了电力消耗的)工作模式工作来抑制电力的消耗。
步骤S9中,CPU10a,将在步骤S1、S3检测的电流值I1与电压值V1,分别代入保持上一次值的变量I2、V2。其结果是,这些值被存储在RAM10c的参数10ca中,在下一次处理中作为I2、V2使用。
根据以上的处理,能够在故障车侧以及救援车侧双方,检测跨接启动的发生。
接着,参照图9,对用于调整用以排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值的处理进行说明。图9的处理,例如是以预定周期执行的处理。开始此流程图的处理时,执行以下的步骤。
步骤S20中,CPU10a,判定跨接启动发生标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S20:Yes)进入步骤S21,除此以外的情况下(步骤S20:No)结束处理。例如,在如图10所示的时间t2,执行了跨接启动的情况下,因为在图6的步骤S8的处理中使跨接启动发生标志为“1”的状态,所以,在步骤S20中判定为Yes进入步骤S21。
步骤S21中,CPU10a,根据电压推移求出开路电压OCV2。具体而言,如图5所示,停止发动机17时,二次电池14的电压随着时间的经过缓缓降低,逐渐接近开路电压。此时,已知在某一时刻的电压的变化率m、和与开路电压之间的差即电压dV之间,存在一定的相关关系。因此,通过在RAM10c中存储将此相关关系数值化而得的表格或者公式,基于某一时刻的二次电池14的电压V与变化率m且参照表格等,能够根据电压推移求得OCV2。在图10的例子中,在时间t3停止了发动机17后的OCV2,如虚线所示地变化。
步骤S22中,CPU10a,取得通过电流积分求得且作为参数10ca存储于RAM10c的开路电压OCV1的最终更新值。此处,电流积分是指通过一直测定二次电池14放电或者充电的电流值,对此电流测定值进行积分而求得二次电池14的充电率的方法。因为在开路电压OCV1与充电率SOC1之间,存在大致线性的关系,所以,能够基于此关系根据充电率SOC1求得开路电压OCV1。基于电流积分的开路电压OCV1以及充电率SOC1的计算,以指定的时间间隔执行,将求得的开路电压OCV1以及充电率SOC1作为参数10ca盖写并存储于RAM10c。在图10的例子中,在时间t3停止发动机17的时刻,取得最后存储的开路电压OCV1。
步骤S23中,CPU10a,将开路电压OCV1与开路电压OCV2之差(OCV1-OCV2)应用于用于求出极化校正系数C1r的函数f1(),求得极化校正系数C1r。此处,极化校正系数C1r是指用于对应于跨接启动的检出,校正为了排除由极化所引起的误差而控制部10作为推测值具有的极化量C1的系数。具体而言,在检测出跨接启动的情况下,例如为C1←C1-C1r(←表示将值代入变量),校正极化量C1。
开路电压OCV1通过电流积分而求得。因此,在执行了跨接启动的情况下,因为对于与其它二次电池之间流过的电流,不能通过电流传感器12检出,所以此时流过的电流不能被开路电压OCV1反映出来。另一方面,对于开路电压OCV2,通过与电流积分不同的方法(详细情况如后所述)求得,此方法在包含与其它二次电池之间流过的电流的状态下,测定OCV2。因此,它们的差(OCV1-OCV2)的值在执行了跨接启动的情况下,相较于没有执行的情况增大。此处,作为实现函数f1()的方法的一个例子,例如,在RAM10c中预先准备映射了(OCV1-OCV2)的值与极化校正系数C1r的表格,通过将所述差的值应用于该表格,能够得到极化校正系数C1r。
步骤S24中,CPU10a,将开路电压OCV1与开路电压OCV2之差(OCV1-OCV2)应用于用于求出成层化校正系数C2r的函数f2(),求得成层化校正系数C2r。此处,成层化校正系数C2r是指用于对应于跨接启动的检出,校正为了排除由成层化所引起的误差而控制部10作为推测值具有的成层化量C2的系数。具体而言,在检测出跨接启动的情况下,例如为C2←C2-C2r,校正成层化量C2。应予说明,开路电压OCV1与开路电压OCV2的关系与前述情况相同,且,在RAM10c中预先准备表示成层化校正系数C2r与(OCV1-OCV2)的对应关系的表格,通过基于该表格进行判断,能够得到成层化校正系数C2r,这也与前述情况相同。
通过以上的处理,得到极化校正系数C1r与成层化校正系数C2r。通过使用如此的校正系数,即使是在由于跨接启动而成层化与极化变化了的情况下,也能够通过由这些校正系数校正变化前的成层化量以及极化量,得到变化后的成层化量以及极化量。
接着,参照图11,对于转动动力输出轴电阻R的废弃处理进行说明。如图11所示的流程的处理,例如以一定的时间间隔执行。开始此图11的处理时,执行以下的步骤。
在步骤S40中,CPU10a,判定跨接启动发生标志是否是“1”,在是“1”的情况下(步骤S40:Yes)进入步骤S41,除此以外的情况下(步骤S40:No),结束处理。
步骤S41中,CPU10a,废弃在跨接启动时转动动力输出轴(由启动马达18旋转驱动发动机17)时测定的、作为参数10ca存储于RAM10c的转动动力输出轴电阻R。此处,转动动力输出轴电阻R是指根据由启动马达18旋转驱动发动机17时从二次电池14流向启动马达18的电流与二次电池14的端电压求得的阻抗的实数成分。也就是说,由于在跨接启动中转动动力输出轴时,与其它车辆的二次电池之间授受电流,因而不能正确求得转动动力输出轴电阻R,所以,将此转动动力输出轴电阻R废弃。因此,能够防止基于包含误差的转动动力输出轴电阻进行误判断。
(D)第二实施方式的详细工作的说明
接着,参照图13~21,对本实施方式的详细工作进行说明。图13是用于说明为了检测伴随着跨接启动的盲充电的发生,在图2所示的控制部10执行的处理的流程的流程图。应予说明,图13所示的处理,在电流以及电压的变动激烈的车辆的行驶中,例如,以10ms周期执行,在它们的变动缓慢的停止中,例如,以1s周期执行。开始图13所示的流程图的处理时,执行以下的步骤。
步骤S110中,CPU10a,参照电压传感器11以及电流传感器12的输出,检测此时的电压值V以及电流值I。
步骤S111中,CPU10a,判定发动机17是否停止了,在发动机17停止了的情况下(步骤S111:Yes)进入步骤S112,除此以外的情况下(步骤S111:No),结束处理。此处,在发动机17工作的情况下结束处理,是因为无法想象在发动机17工作的情况下,本车辆作为故障车辆发生盲充电。
步骤S112中,CPU10a,将在上一次处理中检测的电压V1代入V2,并且,将在步骤S110中新检测出的电压V代入V1。另外,将在上一次处理中检测的电流I1代入I2,并且,将在步骤S110中新检测出的电流I代入I1。
步骤S113中,CPU10a,判定表示盲充电的发生的BC(Blind Charge)检测标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S113:Yes),进入步骤S115,除此以外的情况下(步骤S113:No),进入步骤S114。应予说明,BC检测标志是在后述的步骤S116的处理中判定为Yes的情况下,在步骤S117中设定为“1”的标志。
步骤S114中,CPU10a,将变量V2的值代入变量Vref,并且,将变量I2的值代入变量Iref。
步骤S115中,CPU10a,将从变量V1的值减去变量Vref的值而得到的值代入变量ΔV,并且,将从变量I1的值减去变量Iref的值而得到的值代入变量ΔI。
步骤S116中,CPU10a,判定ΔV-Z×ΔI>Th1是否成立,成立的情况下(步骤S116:Yes),进入步骤S117,除此以外的情况下(步骤S116:No)结束处理。应予说明,Z是二次电池14的静态内部电阻,Th1是用于判定的阈值。此处,静态内部电阻Z是指二次电池14在电平衡状态中测定的二次电池14的内部电阻。此静态内部电阻,是在车辆停止中,通过放电电路15以指定周期进行脉冲放电,根据此时的电流以及电压的变化测定的。应予说明,后述的转动动力输出轴电阻,是根据由启动马达18启动发动机17时(大电流流过时)检测出的电流以及电压求得的电阻,相对于静态内部电阻,将其称为动态内部电阻。
此处,因为在二次电池14的电压V、电流I、与内部阻抗Z之间,欧姆定律成立,所以在正常情况下,ΔV=Z×ΔI(ΔV-Z×ΔI=0)成立。但是,在发生了盲充电的情况下,尽管在故障车侧检测不到电流I,但是由于来自救援车的电流的供给而电压上升。其结果是,在故障车侧,如图14所示,在电流不变的状态下,电压上升。应予说明,在图14中,横轴表示时间,纵轴表示电压以及电流,在图的中央部分执行跨接启动(由电缆连接二次电池之间),此时,暂时地成为ΔV-Z×ΔI>0。因此,为了检测盲充电的发生,只要检测出ΔV-Z×ΔI大于指定的阈值Th1即可。应予说明,作为阈值Th1,优选的是根据使用环境等设定最佳值。
步骤S117中,CPU10a,使BC检测标志成为“1”的状态,并且,将BC检测计数的值仅递增1,此BC检测计数对BC检测标志为“1”的状态持续的次数进行计数。
步骤S118中,CPU10a,判定BC检测计数的值是否大于指定阈值Th2,大于的情况下(步骤S118:Yes),进入步骤S119,除此以外的情况下(步骤S118:No)结束处理。应予说明,作为阈值Th2的具体值,例如,能够使用“5”。当然,除此以外的值也可以。
步骤S119中,CPU10a,确定盲充电发生了的判定。并且,CPU10a,为了介由通信部10d对其它的设备通知盲充电的发生,使盲充电确定标志成为“1”的状态。由此其它设备能够知道盲充电的发生,所以,例如,能够通过将工作模式变更为对应于盲充电的模式,抑制电力的消耗。
接着,对于图13的处理的具体工作,参照图14进行说明。如图14所示,在盲充电发生之前的状态(发动机停止状态)中,电压V恒定在11.75V与11.80V的中间附近。此时,BC检测标志以及BC检测计数是“0”的状态。在如此的状态中,因为在步骤S111中是发动机停止状态,所以进入步骤S112,在执行了将值代入变量之后,因为步骤S113中BC检测标志为“0”,所以判定为Yes而进入步骤S114。步骤S114中,将前一次的测定值V2代入Vref,并且,同样地将前一次的测定值I2代入Iref。并且,步骤S115中,计算前一次测定值(Vref、Iref)与此次测定值(V1、I1)的差值ΔV与ΔI,进入步骤S116。步骤S116中,因为ΔV以及ΔI双方为接近于0的值,所以判定为No,结束处理。
在如此的状态中,在图14的中央附近,执行跨接启动而使盲充电发生了时,电压上升到12.20V附近。此结果是,因为V1、V2、I1、I2分别成为在图中央附近所表示的值,所以,在步骤S116中判定为Yes,进入步骤S117。在步骤S117中,使BC检测标志成为“1”,并且,使BC检测计数从“0”递增成为“1”。其结果是,在之后的处理中,因为步骤S113中判定为Yes而不执行步骤S114的处理,所以,Vref以及Iref的值,被固定为图14所示的变化前的V2以及I2的值。由此ΔV以及ΔI成为图14所示的变化前的V2以及I2的值与新检测值的V1、I1的差值,所以,在电压以及电流维持变化后的值的情况下,步骤S116中判定为Yes,BC检测计数继续递增。并且,在BC检测计数的值变得大于了Th2时,在步骤S118中判定为Yes,在步骤S119中确定盲充电的发生,使盲充电确定标志(BC确定标志)成为“1”的状态。
应予说明,由以上的处理确定了盲充电的情况下,盲充电确定标志,例如,在通过后述的图20的处理而完成了校正系数的值的调整的情况下,被废弃。
根据以上的处理,因为是基于ΔV-Z×ΔI>Th1是否成立检测盲充电,所以能够确实地检测盲充电。并且,能够通过适合地设定Th1,使得难以受到噪声等的影响。
并且,在以上的处理中,因为在发动机启动时结束处理,所以能够防止误检测,并且,能够通过省略处理,降低对CPU10a的负载,减少消耗的电力。
并且,在以上的处理中,因为设置BC检测计数,在BC检测计数的值变得大于Th2的情况下,确定盲充电,所以能够通过避免突发的噪声的影响,减少误检测的发生。
接着,参照图15,对于检测盲放电的处理进行说明。此流程的处理,与图13的情况相同,例如,以一定的周期执行。开始此流程图时,执行以下的步骤。
步骤S130中,CPU10a,参照电压传感器11以及电流传感器12的输出,检测此时的电压值V以及电流值I。
步骤S131中,CPU10a,在图13的处理中,判定盲充电是否确定了,在盲充电确定了的情况下(步骤S131:No)结束处理,在盲充电未确定的情况下(步骤S131:Yes)进入步骤S132。此处,在盲充电确定了的情况下结束处理是因为,盲充电确定的情况是作为故障车接受跨接启动的情况,所以在这样的情况下,对其它故障车进行跨接充电通常是不可能的。
在步骤S132中,CPU10a,将在前一次的处理中检测的电压V1代入V2,并且,将在步骤S130中新检测的电压V代入V1。另外,将在前一次的处理中检测的电流I1代入I2,并且,将在步骤S130中新检测的电流I代入I1。
步骤S133中,CPU10a,判定表示盲放电的发生的BD(Blind Discharge)检测标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S133:Yes),进入步骤S135,除此以外的情况下(步骤S133:No),进入步骤S134。应予说明,BD检测标志是在后述的步骤S136的处理中判定为Yes的情况下而在步骤S137成为“1”的标志。
步骤S134中,CPU10a,将变量V2的值代入变量Vref,并且,将变量I2的值代入变量Iref。
步骤S135中,CPU10a,将从变量V1的值减去变量Vref的值而得到的值代入ΔV,并且,将从变量I1的值减去变量Iref的值而得到的值代入ΔI。
步骤S136中,CPU10a,判定ΔV-Z×ΔI<Th3是否成立,成立的情况下(步骤S136:Yes),进入步骤S137,除此以外的情况下(步骤S136:No)结束处理。应予说明,与图13的情况相同,Z是静态内部电阻。
此处,在盲放电发生了的情况下,尽管在救援车侧检测不到电流I,但是因为向故障车供给电流,所以,二次电池14的电压下降。其结果是,在救援车侧,如图16所示,在电流不变的状态下,电压下降。应予说明,在图16的例子中,横轴表示时间,纵轴表示电压以及电流,在图的中央部分执行跨接启动,此时,暂时地成为ΔV-Z×ΔI<0。因此,为了检测盲放电的发生,只要检测出ΔV-Z×ΔI小于指定的阈值Th3即可。应予说明,与图13的情况相同,作为阈值Th3,优选根据使用环境等设定为最佳值。
步骤S137中,CPU10a,使BD检测标志成为“1”的状态,并且,对BD检测计数的值仅以1递增,BD检测计数对BD检测标志为“1”的状态持续的次数进行计数。
步骤S138中,CPU10a,判定BD检测计数的值是否大于指定阈值Th4,大于的情况下(步骤S138:Yes),进入步骤S139,除此以外的情况下(步骤S138:No)结束处理。应予说明,作为阈值Th4的具体值,例如,能够使用“5”。当然,除此以外的值也可以。
步骤S139中,CPU10a,确定盲放电发生了的判定。并且,CPU10a,为了介由通信部10d对其它的设备通知盲放电的发生,使盲放电确定标志(BD确定标志)成为“1”的状态。由此其它设备能够知道盲放电的发生,所以,例如,能够通过将工作模式变更为对应于盲放电的模式而抑制电力的消耗。
步骤S140中,CPU10a,将变量Vref的值代入变量Vbd_fix,结束处理。应予说明,对于变量Vbd_fix,在如后所述的图17的处理中使用。
应予说明,在通过以上的处理确定了盲放电的情况下,盲放电确定标志,例如,在通过后述图21的处理而完成了校正系数的值的调整的情况下,成为“0”的状态。
接着,对于图15的处理的具体工作,参照图16进行说明。在盲放电发生前的状态下,电压V恒定在12.55V与12.60V的中间附近。此时,BD检测标志以及BD计数是“0”的状态。在如此的状态下,根据图13的处理盲充电是未确定的情况下,因为在步骤S131中判定为Yes,所以进入步骤S132,在变量间进行值的交换。因为步骤S133中BD检测标志为“0”,所以进入步骤S134,将V2、I2代入Vref、Iref。并且,在步骤S135中,计算前一次测定值(Vref、Iref)与此次测定值(V1、I1)的差值ΔV与ΔI,进入步骤S136。步骤S136中,因为ΔV以及ΔI双方为接近于0的值,所以判定为No而结束处理。
在如此的状态下,在图16的中央附近,盲放电发生了时,电压下降到12.35V以下。结果是因为V1、V2、I1、I2分别成为在图中央附近所表示的值,所以,在步骤S136中判定为Yes,进入步骤S137。在步骤S137中,BD检测标志成为“1”,并且,BD检测计数从“0”递增成为“1”。结果是在之后的处理中,因为步骤S133中判定为Yes而不执行步骤S134的处理,所以,Vref以及Iref的值,固定为图16所示的变化前的V2以及I2的值。如此,因为ΔV以及ΔI,是图16所示的变化前的V2以及I2的值与新检测值V1、I1的差值,所以,在电压以及电流维持变化后的值的情况下,步骤S136中判定为Yes,BD检测计数继续递增。并且,在BD检测计数的值变得大于Th4时,在步骤S138判定为Yes,盲放电确定,在步骤S140将Vref的值代入Vbd_fix。
根据以上的处理,因为基于ΔV-Z×ΔI<Th3是否成立检测盲放电,所以能够确实地检测盲放电。并且,能够通过适合地设定Th3,使得难以受到噪声等的影响。
并且,因为,鉴于在作为故障车接受跨接启动之后,使其它故障车跨接启动是非常少见的事实,仅在没有确定为盲充电的情况下执行处理,所以,能够省略不必要的处理,减少误检测,并且,能够减轻对CPU10a等的负担。
并且,根据以上的处理,即使是在救援车启动发动机之后以连接电缆连接救援车与故障车的二次电池之间的情况下,也能够检测出救援车的盲放电的发生。图17是表示在启动了救援车的发动机的状态下连接了连接电缆的情况下的救援车的二次电池14的电压以及电流的变化的图。此图17中,在由箭头所表示的62.55秒的时刻,通过连接电缆连接了二次电池之间。此情况下,因为进行基于连接电缆的连接时,救援车的二次电池14的电压下降,使得在步骤S136中,ΔV-Z×ΔI<Th3成立,所以,即使是在这样的情况下,也能够正确地检测出盲放电。
接着,参照图18,对于在以从故障车到救援车的暂时性电源供给为起因而判定为在故障车侧盲放电发生了的情况下,用于修正该判定的处理进行说明。例如,在停止了救援车的发动机的状态下连接了连接电缆之后,启动了救援车的发动机。在此情况下,启动救援车的发动机时,存在从故障车向救援车暂时供给电力的情况。在此情况下,尽管在救援车的发动机启动后从救援车向故障车供给的电力大于暂时供给的电力,但是在故障车,由于启动发动机时刻的电力供给,通过所述图15的处理,判定为盲放电发生了。在如此的情况下,能够通过图18的处理将盲放电的判定变更为盲充电的判定。应予说明,图18的处理,在本车辆的发动机停止了的情况下执行。开始图18的处理时,执行以下的步骤。
步骤S150中,CPU10a,检测电流I以及电压V。
步骤S151中,CPU10a,通过图15的处理判定盲放电是否确定了,在判定为确定了的情况下(步骤151:Yes)进入步骤S152,除此以外的情况下(步骤S151:No)结束处理。
步骤S152中,CPU10a,判定从盲放电(BD)确定开始是否在指定时间Th5以内,在Th5以内的情况下(步骤S152:Yes)进入步骤S153,除此以外的情况下(步骤S152:No)结束处理。此步骤S152的处理,是因为,在从发动机启动开始的指定期间以外不进行将盲放电修正为盲充电的处理。此处,因为发动机启动所需要的时间通常是2秒左右,所以作为Th5设定为比“2”大的指定值即可。
步骤S153中,CPU10a,判定是否满足V-Vbd_fix>Th6,在满足的情况下(步骤S153:Yes)进入步骤S154,除此以外的情况下(步骤S153:No)结束处理。此处,在图15的步骤S140,变化前的电压(图16的V2)被存储在Vbd_fix中。因此,在从现在的电压V减去变化前的电压Vbd_fix而得的值比指定的阈值Th6大的情况下,表示现在的电压比变化前的电压高。因为这样的状态,被认为是随着因救援车的发动机启动而从救援车向故障车开始电力供给而来的电压的上升,所以,在此情况下,进入步骤S154。
步骤S154中,将BD确定标志从“1”变更到“0”,并且,将BC确定标志从“0”变更到“1”。如此,将BD检测的判定修正为BC检测的判定。
接着,参照图19,对图18所示的处理的具体工作进行说明。图19,是表示在停止了救援车的发动机的状态连接连接电缆之后、启动了救援车的发动机的情况下故障车的电压与电流的变化的图。由连接电缆连接了二次电池之间之后,在图19所示箭头的时刻启动救援车的发动机时,因为在救援车中大电流流过启动马达,所以从故障车向救援车供给电力。结果如图19所示,故障车的二次电池的电压暂时降低。于是,通过图15所示的处理,判定为盲放电发生了。
之后,开始图18的处理,因为在步骤S151中盲放电的判定确定了,所以判定为Yes,进入步骤S152。步骤S152中,在从盲放电的确定开始指定时间Th5以内的情况下,进入步骤S153。此处,进行盲放电的判定是在启动救援车的发动机的时刻(使启动马达开始旋转的时刻),一般来说,发动机的启动需要的时间是2秒左右。因此,在从盲放电的确定开始Th5(>2秒)以内的情况下,启动救援车的发动机而开始从救援车到故障车的电力供给,所以,如图19所示,12V以下的电压上升到13V以上。成为如此的状态时,在图18的步骤S153中判定为Yes。也就是说,在图19的例子中,因为箭头的时刻的电压被存储在Vbd_fix中,而V是现在的电压,所以,满足V-Vbd_fix>Th6,因而判定为Yes,进入步骤S154,使BD确定标志为“0”,BC确定标志为“1”。如此,将故障车的盲放电的误判定修正为盲充电的判定。
根据以上的处理,在故障车中,即使是判定为盲放电发生了的情况,也能够修正为盲充电的发生。
接着,参照图20,对于用于在检测出了盲充电的情况下,调整用于排除由成层化以及极化所引起的影响的校正系数的值的处理进行说明。图20的处理,例如,是以指定的周期执行的处理。开始此流程图的处理时,执行以下的步骤。
步骤S170中,CPU10a,判定BC确定标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S170:Yes)进入步骤S171,除此以外的情况下(步骤S170:No)结束处理。
步骤S171中,CPU10a,根据电压推移求出开路电压OCV2。具体而言,如图5所示,停止发动机17时,二次电池14的电压随着时间的经过缓缓降低,逐渐接近开路电压。此时,已知在某一时刻的电压的变化率m、和与开路电压之间的差即电压dV之间,存在一定的相关关系。因此,通过在RAM10c存储将此相关关系数值化了的表格或者公式,基于某一时刻的二次电池14的电压V与变化率m且参照表格等,无需等待数十小时,根据短时间的电压推移即可求得OCV2。
步骤S172中,CPU10a,取得通过电流积分求得并作为参数10ca存储于RAM10c的开路电压OCV1的最终更新值。此处,电流积分是指通过一直测定二次电池14放电或者充电的电流值,对此电流测定值进行积分而求得二次电池14的充电率的方法。因为在开路电压OCV1与充电率SOC1之间,存在大致线性的关系,所以,能够基于此关系根据充电率SOC1求得开路电压OCV1。基于电流积分的开路电压OCV1以及充电率SOC1的计算,以指定的时间间隔执行,将求得的开路电压OCV1以及充电率SOC1作为参数10ca覆写并存储于RAM10c。
步骤S173中,CPU10a,将开路电压OCV1与开路电压OCV2之差(OCV1-OCV2),应用于用于求出极化校正系数C1r的函数f1(),求得极化校正系数C1r。此处,极化校正系数C1r是指用于对应于盲充电的检出,校正为了排除由极化所引起的误差而控制部10作为推测值具有的极化量C1的系数。具体而言,在检测出盲充电的情况下,例如,使得C1←C1-C1r(←表示将值代入变量),校正极化量C1。
此处,开路电压OCV1通过电流积分而求得。因此,在执行了盲充电的情况下,因为对于在与其它二次电池之间流过的电流,不能通过电流传感器12检出,所以此时流过的电流没有被开路电压OCV1反映出来。另一方面,对于开路电压OCV2,通过与电流积分不同的方法(详细情况如后所述)求得,此方法在包含与其它二次电池之间流过的电流的状态下测定OCV2。因此,它们的差(OCV1-OCV2)的值在执行了盲充电的情况下,相较于没有执行的情况增大。此处,作为实现函数f1()的方法的一个例子,例如,在RAM10c预先准备映射了(OCV1-OCV2)的值与极化校正系数C1r的表格,通过将所述差的值应用于该表格,能够得到极化校正系数C1r。
步骤S174中,CPU10a,将开路电压OCV1与开路电压OCV2之差(OCV1-OCV2),应用于用于求出成层化校正系数C2r的函数f2(),求得成层化校正系数C2r。此处,成层化校正系数C2r是指用于对应于盲充电的检出,校正为了排除由成层化所引起的误差而控制部10作为推测值具有的成层化量C2的系数。具体而言,在检测出盲充电的情况下,例如,使C2←C2-C2r,校正成层化量C2。应予说明,开路电压OCV1与开路电压OCV2的关系与前述情况相同,另外,在RAM10c中预先准备表示成层化校正系数C2r与(OCV1-OCV2)的对应关系的表格,通过基于该表格进行判断,能够得到成层化校正系数C2r,这也与前述情况相同。
通过以上的处理,得到极化校正系数C1r与成层化校正系数C2r。通过使用如此的校正系数,即使是在由于盲充电的发生而成层化与极化变化了的情况下,也能够由这些校正系数校正变化前的成层化量以及极化量,从而得到变化后的成层化量以及极化量。
接着,参照图21,对于用于在检测出盲放电的情况下,调整用于排除由极化所引起的影响的校正系数的值的处理进行说明。图21的处理,例如,是以指定周期执行的处理。开始此流程时,执行以下的步骤。
步骤S180中,CPU10a,判定BD确定标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S180:Yes)进入步骤S181,除此以外的情况下(步骤S180:No)结束处理。
步骤S181中,CPU10a,根据电压推移求出开路电压OCV2。应予说明,因为此处理与图20的步骤S171的处理相同,所以省略详细的说明。
步骤S182中,CPU10a,取得通过电流积分求得并作为参数10ca存储于RAM10c的开路电压OCV1的最终更新值。应予说明,因为此处理与图20的步骤S172的处理相同,所以省略详细的说明。
步骤S183中,CPU10a,将开路电压OCV1与开路电压OCV2之差(OCV1-OCV2),应用于用于求出成层化校正系数C3r的函数f3(),求得成层化校正系数C3r。此处,成层化校正系数C3r是指用于对应于盲放电的检出,校正为了排除由成层化所引起的误差而控制部10作为推测值具有的成层化量C2的系数。具体而言,在检测出盲放电的情况下,例如,使得C2←C2-C3r(←表示将值代入变量),校正成层化量C2。因为函数f3()的求出方法与所述f2()的情况相同,所以省略其说明。
应予说明,因为在盲放电的情况下,成层化给予充电率推定的影响比极化给予的影响显著,由极化所引起的影响很少,所以,在图21的处理中,对于极化校正系数即使不运算,也不会特别地成为问题,所以进行省略。
通过以上的处理,得到成层化校正系数C3r。通过使用如此的校正系数,即使是在由于盲放电的发生而成层化量变化了的情况下,也能够通过由这些校正系数校正变化前的成层化量,得到变化后的成层化量。
接着,参照图22,对于废弃转动动力输出轴电阻R的处理进行说明。如图22所示的流程的处理,例如,以一定的时间间隔执行。开始此图22的处理时,执行以下的步骤。
在步骤S190中,CPU10a,判定BC确定标志或者BD确定标志是否是“1”,是“1”的情况下(步骤S190:Yes)进入步骤S191,除此以外的情况下(步骤S190:No),结束处理。
步骤S191中,CPU10a,废弃在跨接启动时转动动力输出轴(由启动马达18旋转驱动发动机17)时测定且作为参数10ca存储于RAM10c的转动动力输出轴电阻R。此处,转动动力输出轴电阻R,是指根据由启动马达18旋转驱动发动机17时从二次电池14流向启动马达18的电流与二次电池14的端电压求得的阻抗的实数成分。也就是说,因为,在跨接启动中转动动力输出轴时,盲充电或者盲放电发生,因而不能正确求得转动动力输出轴电阻R,所以此转动动力输出轴电阻R废弃。因此,能够防止基于包含误差的转动动力输出轴电阻进行误判断。
应予说明,通过在盲充电发生了的情况下,在完成了图20以及图22的处理之后,使BC确定标志为“0”的状态,在盲放电发生了的情况下,在完成了图20以及图22的处理之后,使BD确定标志为“0”的状态,使得能够对新的盲充电或者盲放电的发生做好准备。
(E)变形实施方式的说明
无需说明的是,以上的实施方式是一个例子,本发明没有仅仅限定为上述的情况。例如,虽然在以上的实施方式中,以执行了跨接启动的情况为例进行了说明,但是,作为本申请中的“非正规充放电”,不是仅仅限定于此,例如,也可以在通过将工业电源电力变换为直流电力对二次电池充电的充电器进行充电的情况,或者在二次电池连接外部设备(例如,将直流电力变换为交流电力的逆变器等)的情况下,将其作为非正规充放电进行检测。
并且,在以上的实施方式中,虽然是基于公式(1)检测非正规充放电即跨接启动,但是,也可以使用其它的公式。例如,也可以不使用阻抗而是使用电导G,基于以下的公式(2)进行判定。
D=ΔI-G×ΔV···(2)
或者,也可以不使用静态阻抗Z而是使用一定的常数K,在ΔI×K与ΔV的差变化了的情况下,判定为执行了非正规充放电。
并且,关于极化量以及成层化量,虽然基于如步骤S23、S24、S173、S174、S183所示的公式进行校正,但是也可以基于其它的公式进行校正。进而,虽然是分别对极化量以及成层化量进行了校正,但是,也可以将它们进行组合作为一个量,从而将它们进行组合而校正。
并且,在以上的实施方式中,为了检测故障车与救援车双方,通过图6的步骤S7的处理比较D的绝对值与阈值Th而判定跨接启动的发生。此处,因为在救援车侧,以跨接启动为起因而极化量以及成层化量减少,所以,由极化量以及成层化量所引起的影响比在故障车侧时小。但是,在救援车侧,因为跨接启动使得电流向外部流出,所以成为实际的充电率比由传感器检测出的充电率低的状态。此情况下,基于检测出的充电率使用二次电池14时,存在导致二次电池14的耗尽的情况。此处,也可以是,例如,在图6的步骤S8的处理中,在使跨接启动发生标志为“1”后,在D为正的情况下执行图9、11的处理,在D为负的情况下,例如,不执行图9的处理仅仅执行图11的处理,通知充电率比检测出的充电率低的情况,并且,根据需要对充电率进行再计算。也就是说,也可以是在故障车与救援车各自侧,区别所执行的处理。并且,无需说明,在D为负的情况下,也可以根据需要,除了执行图11的处理,还执行图9的处理。
符号说明
1 二次电池状态检测装置
10 控制部(非正规充放电检测单元、状态检测单元)
10a CPU
10b ROM
10c RAM
10d 通信部
10e 显示部
10f I/F
11 电压传感器(电压检测单元)
12 电流传感器(电流检测单元)
13 温度传感器
14 二次电池
15 放电电路
16 交流发电机
17 发动机
18 启动马达
19 负载
Claims (12)
1.一种二次电池状态检测装置,检测搭载于车辆的二次电池的状态,其特征在于,包含:
检测流过所述二次电池的电流的电流检测单元,
检测所述二次电池的电压的电压检测单元,
和判定单元,判定单元在对所述二次电池的端子直接连接外部设备,不经由所述电流检测单元,使所述二次电池充电或者放电了的情况下,基于由所述电流检测单元检测的电流值的变化以及所述电压检测单元检测的电压值的变化判定如此的非正规的充放电是否发生,
所述判定单元,在使由所述电流检测单元检测的电流的变化为ΔI、使由所述电压检测单元检测的电压的变化为ΔV,并基于以下三种情形中的任一种进行判断,即,
(1)使所述二次电池的内部电阻为Z的情况下,根据由ΔV-ΔI×Z得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电;
(2)使所述二次电池的电导为G的情况下,根据由ΔI-G×ΔV得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电;
(3)使用一定的常数K的情况下,根据由ΔV-ΔI×K得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电。
2.如权利要求1所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,
所述判定单元,在为了救济本车辆或者其它车辆的二次电池的耗尽,由电缆连接所述本车辆以及所述其它车辆的二次电池之间的情况下,基于由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流值与电压值的变化的大小关系,判定所述本车辆的二次电池,是否发生了作为不经由所述电流检测单元而进行充电的非正规充电的盲充电,或者,是否发生了作为不经由所述电流检测单元而进行放电的非正规放电的盲放电。
3.如权利要求1所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,包含状态检测单元,该状态检测单元参照由所述电流检测单元以及所述电压检测单元检测的电流值以及电压值、与所述判定单元的判定结果,检测所述二次电池的状态。
4.如权利要求3所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,在由所述判定单元判定为所述非正规充放电发生了的情况下,所述状态检测单元,废弃在所述非正规充放电发生时测定的所述二次电池的阻抗值。
5.如权利要求1所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,在由所述判定单元判定为所述非正规充放电发生了的情况下,对其它的装置通知所述非正规充放电的发生。
6.如权利要求1所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,所述判定单元,包含分别对应于由所述ΔV-ΔI×Z得到的正值或者负值的阈值,基于与该阈值的比较判定盲充电或者盲放电发生了。
7.如权利要求6所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,所述判定单元,在由所述ΔV-ΔI×Z得到的值超过了所述正或者负的阈值的情况下,在作为判定对象的电压以及电流中,以在时间上是在之前测定的电压以及电流作为基准值进行固定,由该基准值与最新的电压以及电流求得ΔV以及ΔI,在由所述ΔV-ΔI×Z得到的值在一定期间持续超过所述正或者负的阈值的情况下,判定为所述盲充电或者盲放电发生了。
8.如权利要求2所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,所述判定单元,仅仅在所述本车辆的发动机停止了的情况下,进行所述盲充电的判定。
9.如权利要求2所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,所述判定单元,在判定为所述盲充电发生了的情况下,直到所述本车辆的发动机停止的期间,不进行所述盲放电的判定。
10.如权利要求2所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,所述判定单元,即使是在判定为所述盲放电发生了的情况下,也在电压比所述变化前上升了的情况下,修正判定为所述盲充电发生了。
11.如权利要求2所述的二次电池状态检测装置,其特征在于,包含状态检测单元,该状态检测单元考虑由所述盲充电或者盲放电而引发的极化现象或者成层化现象的变化量,推定所述二次电池的状态。
12.一种二次电池状态检测方法,参照电流检测单元以及电压检测单元的检测结果,检测搭载于车辆的二次电池的状态,其特征在于,包含:
判定步骤,在对所述二次电池的端子直接连接外部设备,不经由所述电流检测单元而使所述二次电池充电或者放电了的情况下,基于由所述电流检测单元检测的电流的变化以及所述电压检测单元检测的电压的变化判定如此的非正规的充放电是否发生,
所述判定单元,在使由所述电流检测单元检测的电流的变化为ΔI、使由所述电压检测单元检测的电压的变化为ΔV,并基于以下三种情形中的任一种进行判断,即,
(1)使所述二次电池的内部电阻为Z的情况下,根据由ΔV-ΔI×Z得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电;
(2)使所述二次电池的电导为G的情况下,根据由ΔI-G×ΔV得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电;
(3)使用一定的常数K的情况下,根据由ΔV-ΔI×K得到的值的正负,判定盲充电或者盲放电。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1821801A (zh) * | 2005-02-18 | 2006-08-23 | 松下电器产业株式会社 | 二次电池的内部短路检测装置和检测方法、二次电池的电池组件及电子设备 |
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---|---|---|---|---|
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