CN113093036B - 电池*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池***。电池***包括控制装置，控制装置被构成为能够执行计算电池组件的内部电阻的内部电阻计算处理，执行基于内部电阻计算处理的结果的预定的处理。内部电阻计算处理为通过由电压传感器以及电流传感器获取的电流－电压绘制的回归分析来求出回归直线，根据回归直线的斜率来计算内部电阻的处理。控制装置通过基于多次的电压以及电流的检测值中的第1检测群的内部电阻计算处理来计算第1内部电阻，并且通过基于第2检测群的内部电阻计算处理来计算第2内部电阻。控制装置在第1内部电阻与第2内部电阻之间的电阻差比基准值小的情况下执行预定的处理，在电阻差比基准值大的情况下不执行预定的处理。
Description
技术领域
本公开涉及电池***，更特定的是涉及计算电池组件的内部电阻的技术。
背景技术
存在针对高精度地计算电池组件的内部电阻的技术的期望。通过高精度地计算电池组件的内部电阻，能够适当地执行基于电池组件的内部电阻的计算结果的处理。例如，通过高精度地计算电池组件的内部电阻，能够检测在电池组件中产生的焦耳热所致的电池组件的温度上升(电池组件的异常放热等)。或者，通过高精度地计算电池组件的内部电阻，能够高精度地计算电池组件的开路电压(OCV：Open Circuit Voltage)。
日本特开2005-156352公开如下内容：当在短时间内从电池组件取出大电流的情况下，具有伴随放电电流的急剧增加而内部电阻变大的趋势。在该情况下，在高电流区域可能产生在IV绘制(IV特性)中不具有线性的区域。根据日本特开2005-156352，即使当在电池组件的IV绘制中不具有线性的情况下，也能够高精度地计算OCV。
发明内容
在日本特开2005-156352所公开的运算方法中，根据电流值的大小将电池组件的放电电流的电流区域分类为至少两个电流区域。进而，进行基于在多个电流区域之中在电流值低的低电流区域获取(同步检测)到的电流及电压采样数据和在包含有放电电流的电流区域(高电流区域)同步检测到的电流及电压采样数据的回归分析。然后，根据通过回归分析求出的回归直线的斜率，计算与放电电流的电流区域相应的内部电阻(假想内部电阻)。
在电池组件的IV绘制中线性消失(成为非线性)的主要原因有各种各样。在日本特开2005-156352所公开的运算方法中，未充分地研究这些原因，所以有时无法准确地计算出内部电阻。其结果，有可能基于内部电阻的计算结果的处理(OCV的计算等)也无法高精度地进行。
本公开提供适当地执行基于电池组件的内部电阻的计算结果的处理的电池***。根据本公开的电池***，能够提高电池组件的内部电阻的计算精度。
本公开的第1方案的电池***具备：电池组件；电压传感器，被构成为检测电池组件的电压；电流传感器，被构成为检测在电池组件中输入输出的电流；以及控制装置，被构成为能够执行计算电池组件的内部电阻的内部电阻计算处理，执行基于内部电阻计算处理的结果的预定的处理。内部电阻计算处理为通过由电压传感器以及电流传感器获取的电流－电压绘制的回归分析来求出回归直线，并根据回归直线的斜率来计算内部电阻的处理。控制装置被构成为通过基于多次的电压以及电流的检测值中的第1检测群的内部电阻计算处理来计算第1内部电阻，并且通过基于多次的电压以及电流的检测值中的第2检测群的内部电阻计算处理来计算第2内部电阻。控制装置被构成为在第1内部电阻与第2内部电阻之间的电阻差比基准值小的情况下执行预定的处理，在电阻差比基准值大的情况下不执行预定的处理。
在上述第1方案中，根据电池组件的第1内部电阻与第2内部电阻的电阻差，决定是否执行基于内部电阻计算处理的结果的预定的处理。在电阻差比基准值小的情况下，视为由后述特性恶化的影响所致的电阻差的偏差小，电池组件的内部电阻的计算精度高，执行预定的处理。另一方面，在电阻差比基准值大的情况下，视为由特性恶化的影响所致的电阻差的偏差大，电池组件的内部电阻的计算精度低，不执行预定的处理。由此，根据上述结构，能够根据电池组件的内部电阻的计算结果适当地执行预定的处理。
本公开的第2方案的电池***具备：电池组件；电压传感器，被构成为检测电池组件的电压；电流传感器，被构成为检测在电池组件中输入输出的电流；以及控制装置，被构成为能够执行计算电池组件的内部电阻的内部电阻计算处理。内部电阻计算处理为通过由电压传感器以及电流传感器获取的电流－电压绘制的回归分析来求出回归直线，并根据回归直线的斜率来计算内部电阻的处理。控制装置被构成为关于电流－电压绘制中的多个电流区域的各个电流区域，求出多次检测出的电压中的最高电压与最低电压之间的电压差。控制装置被构成为当在多个电流区域的所有电流区域电压差都比基准值小的情况下，执行内部电阻计算处理，当在多个电流区域中的某一电流区域电压差比基准值大的情况下，不执行内部电阻计算处理。
在上述第2方案中，根据多个电流范围的每个电流范围的电压差，决定是否执行内部电阻计算处理。当在多个电流范围的所有电流范围中电压差都比基准值小的情况下，视为由特性恶化的影响所致的电阻差的偏差小，执行内部电阻计算处理。另一方面，当在多个电流范围中的某一电流范围中电压差比基准值大的情况下，视为由特性恶化的影响所致的电阻差的偏差大，不执行内部电阻计算处理。由此，根据上述结构，能够提高电池组件的内部电阻的计算精度。
根据本公开，能够适当地执行基于电池组件的内部电阻的计算结果的处理。或者，根据本公开，能够提高电池组件的内部电阻的计算精度。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业上的意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是概略地示出搭载有第1实施方式的电池***的车辆的整体结构的图。
图2是示出电池组件所包含的组电池的结构的一个例子的图。
图3是用于更详细地说明电池单元的结构的图。
图4是用于说明电池单元的内部电阻的计算手法的图。
图5是用于说明第1实施方式中的电池单元的使用方式的图。
图6是示出所有的电池单元的内部电阻的图。
图7是示出1C连续放电时的活性物质表面OCV的温度依存性的一个例子的图。
图8是示出第1实施方式中的第2电池单元的IV绘制的一个例子的图。
图9是示出第1实施方式中的第1电池单元的IV绘制的一个例子的图。
图10是示出第1实施方式中的内部电阻计算处理的流程图。
图11是示出第2实施方式中的第2电池单元的IV绘制的一个例子的图。
图12是示出第2实施方式中的第1电池单元的IV绘制的一个例子的图。
图13是示出第2实施方式中的内部电阻计算处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本实施方式。此外，在图中，对相同或者相当部分附加相同的符号，不重复其说明。
在以下的实施方式中，以本公开的电池***被搭载于车辆的结构为例进行说明。但是，本公开的电池***的用途不限定于车载用，例如也可以为固定安置用。
第1实施方式
电池***的结构
图1概略地示出搭载有第1实施方式的电池***的车辆的整体结构。参照图1，车辆9例如为混合动力车辆。但是，车辆9只要为搭载行驶用电池组件的车辆即可，既可以为插电式混合动力车，也可以为电动汽车。
车辆9具备电池***90。电池***90包括电池组件1、监视单元2以及电子控制装置(ECU：Electronic Control Unit)3。车辆9除了具备电池***90之外，还具备动力控制单元(PCU：Power Control Unit)4、电动发电机51、52、引擎6、动力分割装置71、驱动轴72以及驱动轮73。
电池组件1为包括组电池的电池组。组电池包括多个电池单元。在本实施方式中各电池单元为锂离子二次电池。但是，电池单元的种类并不限定于此。各电池单元也可以为其它种类的二次电池(例如镍氢电池)。利用图2以及图3，更详细地说明组电池以及各电池单元的结构。
电池组件1积蓄用于驱动电动发电机51、52的电力，通过PCU4将电力供给到电动发电机51、52。另外，电池组件1在电动发电机51、52发电时通过PCU4接受发电电力而被充电。
监视单元2包括电压传感器21、电流传感器22以及温度传感器23。多个电压传感器21被设置成对应于构成组电池的多个电池单元。多个电压传感器21分别检测对应的电池单元的电压VB(后述的电压V1～V12)。电流传感器22检测在电池组件1中输入输出的电流IB。温度传感器23检测电池组件1的温度TB。各传感器将其检测结果输出到ECU3。
ECU3包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)31、存储器(更具体而言ROM(Read Only Memory，只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器))32以及输入输出各种信号的输入输出端口(未图示)。ECU3根据从监视单元2的各传感器接受的信号及存储于存储器32的程序以及映射，将车辆9控制成所期望的状态。在本实施方式中，作为由ECU3执行的主要的处理，可举出电池组件1的“内部电阻计算处理”和电池组件1的“异常诊断”。
电池组件1的内部电阻计算处理是指计算电池组件1所包含的多个电池单元101～112(参照图2)各自的内部电阻差的处理。关于内部电阻计算处理，将在后面详细地说明。
电池组件1的异常诊断是指根据内部电阻计算处理的结果来诊断有无电池组件1的异常(具体而言，任意的电池单元的异常放热)的处理。在电池组件1所包含的多个电池单元中邻接的两个电池单元间的内部电阻差比预定的值大的情况下，ECU3诊断成在高电阻的电池单元中有可能产生异常。
PCU4依照来自ECU3的控制信号，在电池组件1与电动发电机51、52之间执行双向的电力变换。PCU4构成为能够对电动发电机51、52的状态分别独立地进行控制，例如，能够使电动发电机51成为再生状态(发电状态)，并使电动发电机52成为动力运行状态。PCU4例如构成为包括与电动发电机51、52对应地设置的两个逆变器、和使供给到各逆变器的直流电压升压到电池组件1的输出电压以上的转换器(都未图示)。
电动发电机51、52分别为交流旋转电机，例如为在转子中埋设有永久磁铁的三相交流同步电动机。电动发电机51主要被用作经由动力分割装置71而由引擎6驱动的发电机。由电动发电机51发电的电力经由PCU4供给到电动发电机52或者电池组件1。
电动发电机52主要作为电动机进行动作，对驱动轮73进行驱动。电动发电机52接受来自电池组件1的电力以及电动发电机51的发电电力中的至少一方而被驱动，电动发电机52的驱动力被传递给驱动轴72。另一方面，在车辆的制动时、在下坡面降低加速度时，电动发电机52作为发电机进行动作，进行再生发电。电动发电机52发电的电力经由PCU4供给到电池组件1。
引擎6通过将在使空气与燃料的混合气体燃烧时产生的燃烧能变换为活塞、转子等运动部件的动能，从而输出动力。
动力分割装置71例如包括具有太阳齿轮、齿轮架、环形齿轮这3个旋转轴的行星齿轮机构(未图示)。动力分割装置71将从引擎6输出的动力分割为驱动电动发电机51的动力和对驱动轮73进行驱动的动力。
电池组件结构
图2示出电池组件1所包含的组电池的结构的一个例子。在图2所示的例子中，组电池包括12个电池单元101～112。但是，组电池所包含的电池单元数量并不被特别限定，典型而言为十几个～几十个左右。
电池单元101～112在图中的左右方向上层叠。电池单元101～112中的邻接的两个电池单元之间利用母线19电连接。此外，在图2中，12个电池单元串联地连接。但是，电池单元间的连接方式(串联连接/并联连接)能够根据电池组件1所要求的特性而适当地决定。
虽然未图示，但也可以设置用于抑制组电池的过度的温度上升的冷却机构(例如空冷式的冷却机构)。电池单元101～112的结构是共同的。因而，以下，代表性地说明电池单元101的结构。
此外，电池单元101～112分别相当于本公开的“电池组件”。但是，内部电阻的计算单位并不限定于电池单元单位，也可以为多个电池单元单位。另外，也可以计算组电池整体的内部电阻。在该情况下，组电池相当于本公开的“电池组件”。
图3是用于更详细地说明电池单元101的结构的图。在图3中，将电池单元101的内部以透视的方式图示出。
参照图3，电池单元101具有方形(大致长方体形状)的电池盒81。电池盒81的上表面由盖体82密封。正极端子83以及负极端子84各自的一端从盖体82向外部突出。正极端子83以及负极端子84的另一端在电池盒81内部与内部正极端子以及内部负极端子(都未图示)分别连接。在电池盒81的内部容纳有电极体85。电极体85是通过卷绕隔着隔件层叠正极和负极而成的层叠体而形成的。电解液被正极、负极以及隔件等保持。
对于正极、隔件以及电解液，能够分别使用以往公知的结构以及材料，作为锂离子二次电池的正极、隔件以及电解液。作为一个例子，作为正极，能够使用钴酸锂的一部分被镍以及锰置换的三元系材料。作为隔件，能够使用聚烯烃(例如聚乙烯或者聚丙烯)。电解液包含有机溶剂(例如DMC(dim ethyl carbonate，碳酸二甲酯)、EMC(ethyl methylcarbonate，碳酸甲乙酯)、EC(ethylene carbonate，碳酸乙烯酯)的混合溶剂)、锂盐(例如LiPF6)、添加剂(例如LiBOB(lithium bis(oxalate)borate，双草酸硼酸锂)或者Li[PF2(C2O4)2])等。
内部电阻的计算
ECU3计算电池单元101～112各自的内部电阻。将电池单元101～112的内部电阻分别记载为R1～R12。在此，以电池单元101的内部电阻R1的计算手法为例进行说明。
图4是用于说明电池单元101的内部电阻R1的计算手法的图。在图4中，横轴表示在电池组件1中输入输出的电流IB(＝流经电池单元101的电流)。纵轴表示电压V1，该电压V1是由电压传感器21检测到的电池单元101的闭路电压(CCV：Closed Circuit Voltage)。
ECU3每隔预先决定的采样周期(例如100ms)而重复测定(同步检测)电池单元101的电压V1以及电流IB，将测定出的值如图4所示绘制到IV特性图(IV绘制图)上。然后，ECU3通过使用了最小二乘法的回归分析(线性回归运算)，计算表示电压V1与电流IB之间的关系的回归直线L1。于是，直线L1的斜率表示电池单元101的内部电阻R1。虽然不重复说明，但关于其它电池单元102～112也相同地进行，从而能够计算内部电阻R2～R12。
IV绘制的偏差
在车载的电池组件1中，为了使车辆9的EV距离(车辆9能够利用积蓄于电池组件1的电力行驶的距离)延长，要求增大其容量。为了增大容量，本实施方式的ECU3以如下方式使用电池组件1。为了避免说明的复杂化，在此也使用电池组件1所包含的1个电池单元101进行说明。
图5是用于说明第1实施方式中的电池单元101的使用方式的图。在图5中，横轴表示电池单元101的单极(正极或者负极)的容量。纵轴表示电池单元101的单极的开路电位(OCP：Open Circuit Potential)。
在图5中，将电池组件1处于非通电状态(无负荷状态)时的正极的电位记载为正极开路电位(OCP：Open Circuit Potential)U1，将负极的电位记载为负极开路电位U2。正极开路电位U1与负极开路电位U2之差相当于电池单元101的OCV(OCV＝U1－U2)。
如图5所示，在电池单元101的低SOC区域(比C0靠低容量侧的区域)，电池单元101的极化特性恶化，所以扩散电阻容易变大。具体而言，在电池单元101的低SOC区域，与电池单元101的中SOC区域或者高SOC区域相比，正极开路电位U1的变化急剧。因而，在电池单元101的低SOC区域，与电池组件1的充放电(电流IB的输入输出)相伴的电池单元101的OCV的变动量大。该性质是取决于电池物理性质的参数，存在不论电池单元101的温度如何OCV的变动量都大的SOC区域。以下，将该低SOC区域还称为“特性恶化区域”。在特性恶化区域，由电压传感器21进行的电池单元101的电压V1的检测误差容易变大。作为其结果，有可能会在按照在图4中说明的手法计算的电池单元101的内部电阻R1与剩余的电池单元的内部电阻之间产生偏差(内部电阻差)。
内部电阻的偏差
图6是示出电池单元101～112的内部电阻R1～R12的图。在图6中，横轴表示用于将电池单元101～112相互区分的电池单元编号。纵轴表示电池单元101～112的内部电阻R1～R12。
参照图6，在电池单元101～112之间能产生温度差。在图2中作为一个例子示出的电池结构中，由组电池的冷却机构冷却，从而存在位于组电池的两端的电池单元101、112的温度相对变低的趋势。另一方面，从电池单元发出的热被封闭，从而存在位于组电池的中央的电池单元(电池单元105～108等)的温度相对变高的趋势。一般而言，二次电池的内部电阻具有温度依存性，所以在电池单元101～112之间能产生内部电阻差。在图6中，用ΔRX表示由电池单元101～112间的温度差所引起的电池单元101～112间的内部电阻差。
进而，如在图5中说明那样，在电池单元101的低SOC区域(特性恶化区域)，有可能产生由于正极的极化特性的恶化的影响所致的内部电阻差。在图6中，用ΔRY表示由极化特性的恶化所引起的电池单元101～112间的内部电阻差。
如图6所示，根据电池组件1的使用状况，内部电阻差ΔRY有可能会比内部电阻差ΔRX大。因而，仅凭考虑内部电阻的温度依存性的话，有可能会无法准确地计算出电池单元101～112的内部电阻R1～R12。
图7是示出电池单元101的表面(活性物质表面)OCV的温度依存性的一个例子的图。在图7中，横轴表示电池单元101的容量，纵轴表示电池单元101的OCV。在图7中，示出了表示电池单元101的温度为－10℃的情况下的电池单元101的SOC(State Of Charge，充电状态)－表面OCV特性的曲线、和表示电池单元101的温度为10℃的情况下的电池单元101的SOC－表面OCV特性的曲线。这些曲线是通过从SOC＝30％的状态起以放电速率1C使电池单元101(实际上与电池单元101等效的电池单元)放电而测定出的。
参照图7，在－10℃下测定出的曲线位于比在10℃下测定出的曲线靠图中右侧(即高SOC侧)的位置。由此可知，电池单元101的温度对电池单元101的SOC是否为特性恶化区域内造成影响。进而，不仅是电池单元101的温度，电池单元101的充放电历史、具体而言电池单元101的SOC、流经电池单元101的电流的大小、电池单元101的通电时间(电流连续流动的时间)等也能够造成影响。如果假设电池单元101～112中的邻接的两个电池单元的温度相等，则在两个电池单元之间不产生内部电阻差。但是，实际上，在电池单元101～112之间可能产生温度差，所以产生由温度差引起的内部电阻差，作为其结果，每个电池单元的极化特性的恶化的程度不同。于是，例如，还可能产生邻接的两个电池单元中的一个电池单元的SOC为特性恶化区域内，但另一个电池单元的SOC为特性恶化区域外这样的状况。这样，难以容易地判定电池单元101是特性恶化区域内的电池单元还是特性恶化区域外的电池单元(例如仅根据电池单元101的SOC来判定)。换言之，难以推测电池单元101何时进入到特性恶化区域，何时出来。
因而，在本实施方式中，ECU3针对电池单元101～112的每一个，分成多次地计算内部电阻，根据其计算结果，判定该电池单元的SOC是否为特性恶化区域内。然后，在电池单元101～112中的任意电池单元的SOC为特性恶化区域内的情况下，ECU3不执行基于电池单元101～112的内部电阻R1～R12的电池组件1的异常诊断。
IV绘制的解析
以下，以12个电池单元中的两个电池单元(电池单元101(第1电池单元)以及电池单元102(第2电池单元))为例，说明解析各电池单元101、102的IV绘制的手法。设想电池单元102的SOC为特性恶化区域外，电池单元101的SOC为特性恶化区域内。ECU3通过解析电池单元101、102的IV绘制，从而判定电池单元101、102的SOC是否为特性恶化区域内。
图8示出第1实施方式中的电池单元102的IV绘制的一个例子。在图8及后述图9、图11以及图12中，横轴表示电流IB，纵轴表示电池单元的闭路电压(电压V1或者电压V2)。
参照图8，在该例子中，电池单元102的电压V2以及电流IB的采样周期为100ms。另外，采样次数设为300次。通过合计300次的采样中的最初的100次的采样结果(V2与IB的组合)的线性回归，求出回归直线L21。然后，根据回归直线L21的斜率，计算第1次的电池单元102的内部电阻R2(1)。
同样地，根据接着的100次(第101次～第200次)的采样结果来求出回归直线L22。根据回归直线L22的斜率来计算第2次的电池单元102的内部电阻R2(2)。进而，根据最后的100次(第201次～第300次)的采样结果来求出回归直线L23。根据回归直线L23的斜率来计算第3次的电池单元102的内部电阻R2(3)。然后，将这3次的内部电阻的计算结果(R2(1)～R2(3))相互进行比较。
此外，合计300次的采样中的任意100次(例如第1次～第100次)的采样结果相当于本公开的“第1检测群”，其它100次(例如第101次～第200次)的采样结果相当于本公开的“第2检测群”。
在电池单元102中，如图8所示，分为3次而计算出的内部电阻R2(1)～R2(3)之间的偏差小。更具体而言，内部电阻R2(1)～R2(3)中的最高电阻与最低电阻之差为预定的基准值以下。这意味着在合计300次的采样过程中，电池单元102未受到极化特性恶化的影响(影响足够小)。
图9是示出第1实施方式中的电池单元101的IV绘制的一个例子的图。参照图9，在电池单元101中也与电池单元102同样地，将300次的采样结果分为3份，求出3个回归直线L11～L13。然后，根据回归直线L11～L13的斜率分别计算内部电阻R1(1)～R1(3)。
在电池单元101中，分为3次计算出的内部电阻R1(1)～R1(3)间的偏差大。在图9所示的例子中，第1次计算出的内部电阻R1(1)比第2次以及第3次分别计算出的内部电阻R1(2)、R1(3)显著大。这意味着在最初的100次的采样过程中，电池单元101受到极化特性恶化的影响。
在本实施方式中，当在电池单元101～112中包含一个3次的内部电阻Ri(1)～Ri(3)(i＝1～12)的计算结果之间的偏差大的电池单元的情况下，ECU3就判定为内部电阻的计算精度低。然后，ECU3视为计算精度低的内部电阻不适合用于电池组件1的异常诊断，不进行电池组件1的异常诊断。
内部电阻的计算流程
图10是示出第1实施方式中的内部电阻计算处理的流程图。图10以及后述图13所示的流程图所记载的处理例如每隔预定的控制周期从主例程(未图示)调出而执行。这些流程图所包含的各步骤基本上通过由ECU3进行的软件处理而实现，但也可以由在ECU3内制作出的专用的硬件(电路)实现。
参照图10，在S11中，ECU3关于电池组件1所包含的各个电池单元101～112，从电压传感器21以及电流传感器22分别获取(大致同时检测)电压VB以及电流IB。ECU3将获取到的电压VB以及电流IB保存于存储器32。
在S12～S14中，ECU3判定保存于存储器32的数据(电压VB与电流IB的组合)是否满足预定的基准。该基准是用于判定获取到的数据是否适合于计算内部电阻的基准，例如包括第1～第3基准。
第1基准是保存于存储器的电压VB与电流IB的组合的数量(数据数量)为预定数量以上的基准(S12)。当数据数量过少时，线性回归的近似精度有可能会变低。预定数量能够决定为能够确保所期望的近似精度的数据数量(例如300组)。
第2基准是在电压VB与电流IB的预定数量(300组)的组合中电流IB的变动幅度(例如最大电流与最小电流的差分)为规定电流幅度以上的基准(S13)。当电流IB集中于特定的电流区域时，线性回归的精度(近似精度)有可能会变低。根据提高回归直线的斜率(＝内部电阻)的计算精度的观点，电流IB优选尽可能遍及宽范围地分散。因而，能够根据事先的实验结果，将规定电流幅度决定为能够确保所期望的近似精度的幅度。
第3基准是将电压VB与电流IB的组合测定预定数量(300组)的期间的电池组件1的SOC的变动幅度(例如最高SOC与最低SOC的差分)为规定SOC幅度以下这样的基准。如图4所示，电池组件1的OCV相当于回归直线的y截距(与电压轴的交点)。在电池组件1的OCV与SOC之间存在相关关系，所以当电池组件1的SOC发生变动时，电池组件1的OCV发生变动，回归直线的y截距发生变化。在预定数量的数据之中回归直线的y截距的偏差大意味着在作为线性回归的对象的数据之中混杂有电池组件1的状态互不相同的数据。因而，根据事先的实验结果，对电池组件1的SOC的变动幅度设置上限，在SOC的变动幅度为该上限的范围内(规定SOC幅度内)的情况下进行线性回归运算。此外，电池组件1的SOC能够利用未图示的流程图根据电池单元电压以及电流IB来推测。
当在第1～第3基准之中有1个未满足的基准的情况(S12～S14中的任意一个步骤为否)下，ECU3都使处理返回到主例程。由此，再次执行S11的处理，新获取电压VB以及电流IB。在第1～第3基准全部满足的情况(S12～S14全部为是)下，ECU3使处理进入到S15。
在S15中，ECU3关于各电池单元101～112，例如，将300组数据以每个群组100组的方式分为3个群组，针对每个群组而计算内部电阻Ri(1)～Ri(3)(i＝1～12)。关于该计算手法，利用图8以及图9详细地进行了说明，所以不重复在此的说明。
在S16中，ECU3针对电池单元101～112的每个电池单元，将该电池单元的电阻Ri(1)～Ri(3)相互进行比较。具体而言，ECU3针对电池单元101～112的每个电池单元，判定电阻Ri(1)～Ri(3)中的最高电阻Rimax与最低电阻Rimin的电阻差(Rimax－Rimin)是否为基准值以下。
在关于所有的电池单元101～112其最高电阻Rimax与最低电阻Rimin的电阻差(Rimax－Rimin)为基准值以下的情况(在S16中为是)下，ECU3判定为在S15中计算出的内部电阻Ri(1)～Ri(3)能够用于电池组件1的异常诊断(S17)。电池组件1的异常诊断依照未图示的其它流程图而执行。此外，ECU3能够将通过预定数量(在此为300组)的电压VB与电流IB的组合的线性回归求出的直线的斜率用作电池单元的内部电阻。
相对于此，当在电池单元101～112中的任意一个电池单元中电阻差(Rimax－Rimin)比基准值大的情况(在S16中为否)，ECU3视为在S15中计算出的内部电阻Ri(1)～Ri(3)不适合用于电池组件1的异常诊断，判定为将所有的电池单元101～112的内部电阻Ri(1)～Ri(3)都不用于电池组件1的异常诊断(S18)。
如上那样，在第1实施方式中，针对电池单元101～112的每个电池单元而分为3次计算内部电阻，将其计算结果相互进行比较。当在3次的内部电阻的计算结果中产生偏差的情况下，该偏差有可能来源于极化特性的恶化。因而，ECU3不将其内部电阻用作用于异常诊断的参数。由此，根据第1实施方式，能够适当地执行基于电池组件1的内部电阻的计算结果的异常诊断。
此外，在该例子中，说明了电池单元101～112的内部电阻用于电池组件1的异常诊断的例子。但是，电池单元101～112的内部电阻的用途不限定于异常诊断，例如，也可以使用内部电阻来计算各电池单元的OCV(OCV＝CCV－IB×R)。或者，还能够将内部电阻用于来自电池组件1的输出电力(输出电力的上限电力值Wout)的设定。
第2实施方式
在第1实施方式中，说明了根据电池组件1的内部电阻的偏差的大小来判定是否将其内部电阻用于电池组件1的评价或者控制的结构。在第2实施方式中，说明根据在电池组件1中输入输出的电流IB的偏差来判定是否计算电池组件1的内部电阻的结构。此外，第2实施方式中的车辆9以及电池***90的整体结构与图1所示的结构相同，所以不重复说明。
IV绘制的解析
图11示出第2实施方式中的电池单元102的IV绘制的一个例子。图12示出第2实施方式中的电池单元101的IV绘制的一个例子。
首先，参照图11，在第2实施方式中，ECU3根据包含有电流IB的范围(电流范围)对电池单元102的电压V2以及电流IB的合计300次的采样结果进行分类。各电流范围例如能够设定为50A幅度。在图11以及图12中，示出了6个电流范围P(1)～P(6)。
ECU3针对电流范围P(1)～P(6)的每个电流范围而对电压绘制进行分类，计算各电流范围P(1)～P(6)中的最高电压与最低电压之差(电压差)。即，当将第n(n＝1～12)个电池单元的第k(k＝1～6)个电流范围P(k)中的电压差记载为ΔVn(k)时，使用电流范围P(k)内的最高电压Vn,max(k)和最低电压Vn,min(k)，如下述式(1)那样表示电压差ΔVn(k)。
ΔVn(k)＝Vn,max(k)－Vn,min(k)…(1)
ECU3关于电池单元101～112的各个电池单元，判定是否不存在电压差ΔVn(k)超过预定的基准值的电流范围P(k)。在图11所示的电池单元102中，所有的电流范围P(k)的电压差ΔV2(k)都未超过基准值。相对于此，在图12所示的电池单元101中，第6个电流范围P(6)的电压差ΔV1(6)超过基准值。
当在电池单元101～112中的任意1个电池单元中存在电压差ΔVn(k)超过基准值的电流范围P(k)的情况下，该电池单元都有可能在特性恶化区域充放电。因而，ECU3不进行基于电池单元101～112的IV绘制的内部电阻R1～R12的计算。换言之，ECU3当在所有的电池单元101～112的所有的电流范围P(k)中电压差ΔVn(k)都为基准值以下的情况下，根据电池单元101～112的IV绘制来计算内部电阻R1～R12。
内部电阻的计算流程
图13是示出第2实施方式中的内部电阻计算处理的流程图。参照图13，S21～S24的处理与第1实施方式中的S11～S14的处理分别相同，所以不重复说明。
当在第1～第3基准之中有1个未满足的基准的情况(在S22～S24中的任意一个步骤中为否)下，ECU3使处理返回到主例程。在第1～第3基准全部满足的情况(S22～S24全部为是)下，ECU3使处理进入到S25。
在S25中，ECU3关于电池单元101～112的各个电池单元，按照电流范围P(k)对保存于存储器32的电压VB与电流IB的组合(VB，IB)进行分类，针对每个电流范围P(k)计算电压差ΔVn(k)(参照上述式(1))。关于该计算手法，利用图11以及图12详细地进行了说明，所以不再重复说明。
在S26中，ECU3判定电池组件1的SOC是否为特性恶化区域内。在电池组件1的SOC为划分特性恶化区域之内和之外的边界值(相当于图5所示的C0)以下的情况(在S26中为是)，ECU3使处理进入到S29。该边界值能够设定为不论电池组件1的温度TB或者充放电历史(通电时间等)如何都明确地产生极化特性恶化的影响的值。在电池组件1的SOC为特性恶化区域内的情况下，ECU3即使计算出各电池单元101～112的内部电阻，其不适合电池组件1的异常诊断的可能性高，所以也判定为不计算内部电阻。
另一方面，在电池组件1的SOC超过边界值的情况(在S26中为否)下，电池组件1的SOC为特性恶化区域外。因而，ECU3判定为能够进行电池组件1的异常诊断，使处理进入到S27。
在S27中，ECU3关于电池单元101～112的各个电池单元，判定关于所有的电流范围P(k)(k＝1～6)是否电压差ΔVn(k)都为基准值(例如10mV)以下。在存在1个比基准值大的电压差ΔVn(k)的情况(在S27中为否)下，ECU3不计算内部电阻(S29)，使处理返回到主例程。在所有的电流范围P(k)的电压差ΔVn(k)都为基准值以下的情况(在S27中为是)下，ECU3使处理进入到S28。
在S28中，ECU3计算各电池单元101～112的内部电阻(内部电阻计算处理)。然后，ECU3根据计算出的内部电阻来执行电池组件1的异常诊断。
如上那样，在第2实施方式中，针对电池单元101～112的每个电池单元，按照电流范围P(k)计算电压差ΔVn(k)，判定电压差ΔVn(k)是否未超过基准值。在电压差ΔVn(k)超过基准值的情况下，其电压偏差有可能来源于极化特性的恶化。因而，ECU3不根据电压VB以及电流IB来计算内部电阻。其结果，也不进行基于电池单元101～112的内部电阻的电池组件1的异常诊断。根据第2实施方式，预先除掉受到极化特性的恶化的影响的数据，从而能够提高电池组件1的内部电阻的计算精度。
本次公开的实施方式应被认为在所有的点上是例示而并不是限制性。本公开的范围不是通过上述实施方式的说明示出，而是通过权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意义以及范围内的所有的变更。
Claims (4)
1.一种电池***，其特征在于，具备：
电池组件；
电压传感器，被构成为检测所述电池组件的电压；
电流传感器，被构成为检测在所述电池组件中输入输出的电流；以及
控制装置，被构成为能够执行计算所述电池组件的内部电阻的内部电阻计算处理，执行基于所述内部电阻计算处理的结果的异常诊断，
其中，所述内部电阻计算处理为通过由所述电压传感器以及所述电流传感器获取的电流－电压绘制的回归分析来求出回归直线，并根据所述回归直线的斜率来计算所述内部电阻的处理，
所述控制装置被构成为通过基于多次的电压以及电流的检测值中的第1检测群的所述内部电阻计算处理来计算第1内部电阻，并且通过基于所述多次的电压以及电流的检测值中的第2检测群的所述内部电阻计算处理来计算第2内部电阻，
所述控制装置被构成为在所述第1内部电阻与所述第2内部电阻之间的电阻差比基准值小的情况下执行基于内部电阻的所述异常诊断，在所述电阻差比所述基准值大的情况下不执行基于内部电阻的所述异常诊断。
2.根据权利要求1所述的电池***，其特征在于，
所述控制装置判定是否满足第1基准、第2基准以及第3基准，当在所述第1基准、所述第2基准以及所述第3基准之中即使有1个未满足的基准的情况下，也重新执行所述电压以及电流的检测，
第1基准为所述电压以及电流的检测值的组合的数量为预定数量以上，
第2基准为在所述电压以及电流的检测值的组合中所述电流的检测值的变动幅度为预定值以上，
第3基准为检测所述电压以及电流的期间的所述电池组件的SOC的变动幅度为预定值以下。
3.一种电池***，其特征在于，具备：
电池组件；
电压传感器，被构成为检测所述电池组件的电压；
电流传感器，被构成为检测在所述电池组件中输入输出的电流；以及
控制装置，被构成为能够执行计算所述电池组件的内部电阻的内部电阻计算处理，
其中，所述内部电阻计算处理为通过由所述电压传感器以及所述电流传感器获取的电流－电压绘制的回归分析来求出回归直线，并根据所述回归直线的斜率来计算所述内部电阻的处理，
所述控制装置被构成为关于所述电流－电压绘制中的多个电流区域的各个电流区域，求出多次检测出的电压中的最高电压与最低电压之间的电压差，
所述控制装置被构成为当SOC超过划分特性恶化区域之内和之外的边界值的情况下、且在所述多个电流区域的所有电流区域所述电压差都比基准值小的情况下，执行所述内部电阻计算处理，当在所述多个电流区域中的某一电流区域所述电压差比所述基准值大的情况下，不执行所述内部电阻计算处理。
4.根据权利要求3所述的电池***，其特征在于，
所述控制装置判定是否满足第1基准、第2基准以及第3基准，当在所述第1基准、所述第2基准以及所述第3基准之中即使有1个未满足的基准的情况下，也重新执行所述电压以及电流的检测，
第1基准是所述电压以及电流的检测值的组合的数量为预定数量以上，
第2基准是在所述电压以及电流的检测值的组合中所述电流的检测值的变动幅度为预定值以上，
第3基准是检测所述电压以及电流的期间的所述电池组件的SOC的变动范围为预定值以下。
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