CN113533993B - 电池组的状态判定装置及状态判定方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池组的状态判定装置及状态判定方法,算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr),求出参数比(Pr)的移动平均值(Prma),基于成为判定对象的并联电池块的参数(P)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)来判定作为判定对象的并联电池块的状态。

Description

电池组的状态判定装置及状态判定方法
技术领域
本公开涉及电池组的状态判定装置及状态判定方法。
背景技术
在使用储存于电池的电力来进行动作的装置中,当电池劣化时难以获得所期望的性能。因此,需要检测电池的劣化状态,并在适当的时间进行电池的更换等。作为检测电池的劣化状态的技术,例如,在日本特开2012-37337号公报中公开了如下技术:使用向电池输入、从电池输出的电流的变动幅度和电池的电压的变动幅度算出当前的内部电阻值,将当前的内部电阻值除以与当前的电池温度对应的内部电阻初始值来算出电池的劣化率。
发明内容
为了增大电池的蓄电容量,有时使用构成多个单电池(电池单元)并联连接的并联电池块,并将多个并联电池块串联连接而得到的电池组。在这样的电池组中,在根据并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)检测劣化状态的情况下,若并联电池块所包含的单电池的内部电阻值大不相同,则无法适当地检测劣化状态。
并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)为并联电池块所包含的单电池的内部电阻值的调和平均。因此,即使某个单电池的内部电阻值变大而成为劣化状态,并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)也不会大到表示劣化状态的程度,无法根据并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)高精度地检测劣化状态。
本公开的目的在于,提供一种能够在将多个并联电池块串联连接的电池组中,高精度地判定并联电池块的状态的电池组的状态判定装置及状态判定方法。
本公开涉及一种电池组的状态判定装置,所述电池组是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块,并将3个以上的并联电池块串联连接而得到的电池组。状态判定装置具备:参数取得部,取得表示并联电池块的状态的参数(P);参数比算出部,算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr);移动平均算出部,算出参数比(Pr)的移动平均值(Prma);指标值算出部,求出成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi);以及状态判定部,基于指标值(Pi)来判定作为判定对象的并联电池块的状态。
根据该构成,在电池组中,串联连接有3个以上的多个单电池并联连接而成的并联电池块。参数比算出部算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr)。参数比(Pr)是作为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比,所以难以受到干扰对参数(P)产生的影响。
状态判定部基于指标值(Pi)来判定作为判定对象的并联电池块的状态。指标值(Pi)是成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差。移动平均值(Prma)是参数比(Pr)的时序数据的平均值。即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)发生变化,与之联动地参数比(Pr)发生变化,该变化对移动平均值(Prma)产生的影响也小。因此,即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)的变化量小,成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)也成为有意义的值。因此,能够使用指标值(Pi)高精度地判定并联电池块的状态。
可以是,参数比算出部构成为,算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与作为判定对象的并联电池块以外的多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr)。
根据该构成,平均值(Pave)的算出对象中不包括作为判定对象的并联电池块,所以能够增大相对于作为判定对象的并联电池块的参数(P)的变化量的、参数比(Pr)的变化量,能够使用指标值(Pi)更高精度地判定并联电池块的状态。
可以是,参数取得部构成为,在每个预定的定时取得参数(P),指标值算出部构成为,基于使用在上次的定时取得的参数(P)算出的移动平均值(Prma)、和在本次的定时取得的参数(P)来算出指标值(Pi)。
根据该构成,指标值(Pi)基于使用在上次的定时取得的参数(P)算出的移动平均值(Prma)、和在本次的定时取得的参数(P)而被算出。因此,在移动平均值(Prma)中不包括在本次的定时取得的参数(P),即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)的变化量小,成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)也成为更有意义的值。
可以是,关于成为平均值(Pave)的算出对象的多个所述并联电池块,选择并联电池块的温度与作为判定对象的并联电池块的温度接近的并联电池块。在该情况下,可以是,参数取得部构成为,在每个预定的定时取得参数(P),选择预定的定时下的并联电池块的温度接近的并联电池块。
根据该构成,即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)受到温度的影响而发生变化,由于温度与作为判定对象的并联电池块接近的其他多个并联电池块的参数(p)也同样地发生变化,所以能够排除温度的影响对参数(P)的影响。
可以是,电池组是搭载于车辆的电池组,预定的定时是进行电池组的外部充电的定时、在车辆的行驶期间中电池组的蓄电量达到了预定值的定时、车辆的行驶开始定时、车辆的行驶结束定时中的任意定时。
根据该构成,能够排除电池组的温度的影响而判定搭载于车辆的电池组的状态。
可以是,参数(P)是并联电池块的内部电阻、并联电池块的自放电量、并联电池块的电池容量中的至少一个。
根据该构成,能够使用并联电池块的内部电阻、自放电量、电池容量良好地判定电池组的劣化状态。
可以是,状态判定部构成为,基于指标值(Pi)来判定作为判定对象的并联电池块的劣化状态,并且基于作为判定对象的并联电池块的参数(P)来判定并联电池块的劣化状态。
根据该构成,除了指标值(Pi)以外,还根据参数(P)来判定并联电池块的劣化状态,所以能够判定出例如即使并联电池块成为劣化状态,参数比(Pr)也几乎不发生变化,无法根据指标值(Pi)判定出的劣化状态。
可以是,状态判定部构成为,在判定为指标值(Pi)处于预定的范围外时,输出警报信息、作为判定对象的并联电池块的识别信息中的至少一方。
根据该构成,在判定为指标值(Pi)处于预定的范围外的情况下,输出警报信息、作为判定对象的并联电池块的识别信息,所以例如能够向用户进行警报、进行成为了劣化状态的并联电池块的确定。
本公开涉及一种电池组的状态判定方法,所述电池组是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块,并将3个以上的所述并联电池块串联连接而得到的电池组,所述电池组的状态判定方法包括如下步骤:取得表示并联电池块的状态的参数(P)的步骤;算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr)的步骤;算出参数比(Pr)的移动平均值(Prma)的步骤;求出成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)的步骤;以及基于指标值(Pi)来判定作为判定对象的并联电池块的状态的步骤。
根据该构成,算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr)。参数比(Pr)是作为判定对象的并联电池块的参数(P)与多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比,所以难以受到干扰对参数(P)产生的影响。算出成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)。移动平均值(Prma)是参数比(Pr)的时序数据的平均值。即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)发生变化,与之联动地参数比(Pr)发生变化,该变化对移动平均值(Prma)产生的影响也小。因此,即使作为判定对象的并联电池块的参数(P)的变化量小,成为判定对象的并联电池块的参数比(Pr)与移动平均值(Prma)之差即指标值(Pi)也成为有意义的值。因此,能够使用指标值(Pi)高精度地判定并联电池块的状态。
可以是,算出参数比(Pr)的步骤是算出作为成为判定对象的并联电池块的参数(P)与作为判定对象的并联电池块以外的多个并联电池块的参数(P)的平均值(Pave)之比的参数比(Pr)的步骤。
根据该构成,平均值(Pave)的算出对象中不包括作为判定对象的并联电池块,所以能够增大相对于作为判定对象的并联电池块的参数(P)的变化量的参数比(Pr)的变化量,能够使用指标值(Pi)更高精度地判定并联电池块的状态。
根据与附图相关联地理解的关于本发明的以下的详细说明,应该能够明确本发明的上述及其他的目的、特征、方面以及优点。
附图说明
图1是示出具备本实施方式涉及的电池组的状态判定装置的电动车辆1的整体构成的图。
图2是示出蓄电池100的详细的构成的一例的图。
图3A和图3B是示出并联电池块的内部电阻值的推移的图。
图4是ECU300中的与状态判定装置相关的功能框图。
图5是示出在第1实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。
图6是示出第1实施方式中的蓄电池100的构成的图。
图7是示出在第2实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。
图8是示出在第2实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。
图9是示出在第3实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。
图10是示出在第4实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。此外,对图中相同或者相当的部分标注相同的标号而不反复进行其说明。
图1是示出具备本实施方式涉及的电池组的状态判定装置的电动车辆1的整体构成的图。
在本实施方式中,电动车辆1例如是电动汽车。电动车辆1具备作为旋转电机的电动发电机(MG:Motor Generator)10、动力传递齿轮20、驱动轮30、电力控制单元(PCU:PowerControl Unit)40、***主继电器(SMR:System Main Relay)50、蓄电池100、监视单元200、作为状态判定装置的一例的电子控制单元(ECU:Electronic Control Unit)300。
MG10例如是埋入结构的永磁体同步电动机(IPM马达),具有作为电动机(motor)的功能和作为发电机(generator)的功能。MG10的输出转矩经由包括减速器和差动装置等而构成的动力传递齿轮20向驱动轮30传递。
在电动车辆1的制动时,由驱动轮30驱动MG10,MG10作为发电机进行动作。由此,MG10还作为进行将电动车辆1的动能转换为电力的再生制动的制动装置发挥作用。由MG10中的再生制动力产生的再生电力储存于蓄电池100。
PCU40是在MG10与蓄电池100之间双向地转换电力的电力转换装置。PCU40例如包括基于来自ECU300的控制信号进行动作的变换器和转换器。
转换器在蓄电池100放电时,将从蓄电池100供给的电压升压并向变换器供给。变换器将从转换器供给的直流电力转换为交流电力而驱动MG10。
另一方面,变换器在蓄电池100充电时,将由MG10发出的交流电力转换为直流电力并向转换器供给。转换器将从变换器供给的电压降低为适合蓄电池100的充电的电压并向蓄电池100供给。
另外,PCU40通过基于来自ECU300的控制信号使变换器和转换器的动作停止,从而中止充放电。此外,PCU40也可以是省略了转换器的构成。
SMR50电连接于将蓄电池100与PCU40连结的电力线。在SMR50根据来自ECU300的控制信号而闭合(ON)(即,处于导通状态)的情况下,可以在蓄电池100与PCU40之间进行电力的授受。另一方面,在SMR50根据来自ECU300的控制信号而断开(OFF)(即,处于切断状态)的情况下,蓄电池100与PCU40之间的电连接被切断。
蓄电池100储存用于驱动MG10的电力。蓄电池100是能够再充电的直流电源,例如将并联连接有多个电池单元(单电池)而构成的并联电池块串联连接多个而构成。蓄电池100相当于本公开的电池组。电池单元例如包括锂离子二次电池等二次电池。在后面对蓄电池100的详细的构成进行描述。
电动车辆1具备接入口60,蓄电池100能够从外部的电源进行充电。接入口60构成为能够供设置于外部电源(充电设备)400的充电电缆410的前端的连接器420连接。充电继电器70电连接于将接入口60与蓄电池100连结的电力线。充电继电器70根据来自ECU300的控制信号来切换接入口60与蓄电池100之间的电力的供给和切断。通过使充电继电器70闭合来执行蓄电池100的外部充电。
监视单元200包括电压检测部210、电流传感器220以及温度检测部230。电压检测部210检测多个并联电池块各自的端子间的电压VB。电流传感器220检测向蓄电池100输入、从蓄电池100输出的电流IB。温度检测部230检测多个电池单元各自的温度TB。各检测部将其检测结果向ECU300输出。
ECU300包括CPU(Central Processing Unit:中央处理器)301、和存储器(例如包括ROM(Read Only Memory:只读存储器)和RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等)302。ECU300基于从监视单元200接收的信号、来自未图示的各种传感器的信号(例如加速器开度信号、车速信号等)、存储于存储器302的地图和程序等信息来控制各设备,以使得电动车辆1成为所期望的状态。另外,ECU300作为判定蓄电池100的状态的状态判定装置进行动作。
<关于蓄电池100的详细的构成>
图2是示出图1所示的蓄电池100的详细的构成的一例的图。参照图2,该蓄电池100通过将多个(例如,N个)电池单元(单电池)并联连接而构成并联电池块,并将多个(例如,M个)并联电池块串联连接而构成。
具体而言,蓄电池100包括串联连接的并联电池块100-1~100-M,并联电池块100-m(m为1~M的整数)中的每一个构成为包括并联连接的N个电池单元。此外,M优选为3以上。
电压检测部210包括电压传感器210-1~210-M。电压传感器210-m分别检测并联电池块100-1~100-M的端子间电压VB(m)(m为1~M的整数)。即,电压传感器210-1检测并联电池块100-1的端子间电压VB(1)。同样地,电压传感器210-2~210-M分别检测并联电池块100-2~100-M的端子间电压VB(2)~VB(M)。电压检测部210将检测出的端子间电压VB(1)~VB(M)向ECU300发送。电流传感器220检测在各并联电池块100-1~100-M流动的电流IB。
(第1实施方式)
设想具备2个电池单元(单电池A和单电池B)的并联电池块串联连接而成的蓄电池100。当将单电池A的内部电阻值设为r1,将单电池B的内部电阻值设为r2时,并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)R成为R=(r1*r2)/(r1+r2)。例如,设想如下的情况:在初始(新品)的内部电阻值为1.75mΩ的单电池A和单电池B中,若内部电阻值超过5.6mΩ,则会由于劣化引起的电阻过大而需要更换并联电池块。
图3A和图3B是示出并联电池块的内部电阻值的推移的图。纵轴表示内部电阻值的大小,横轴表示经过时间的平方根。图3A描绘了并联电池块100-1所包含的单电池A和单电池B的内部电阻的推移,“△”是单电池A的内部电阻值r1,“□”是单电池B的内部电阻值r2。图3B示出了并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)R的推移。如图3A所示,单电池A和单电池B从初始状态开始逐渐劣化,它们的内部电阻值r1、r2逐渐变大。图3A示出了如下的例子:在经过时间(ア)之前,单电池A和单电池B正常地劣化,但在经过了时间(ア)后,在单电池A发生异常的劣化,内部电阻值r1急剧地变大。
在如图3A所示那样单电池A和单电池B劣化了的情况下,如图3B的“□”所示,在经过时间(ア)之前,并联电池块的内部电阻值(合成电阻值)R逐渐增大,但在经过时间(ア)后,内部电阻值如“●”所示那样上升。在图3B中,双点划线所示的2.8mΩ的阈值是为了检测“单电池A和单电池B的内部电阻r1、r2均正常地劣化并超过了需要进行更换的5.6mΩ”这一情况而设定的阈值。在并联电池块的内部电阻R超过了阈值2.8mΩ的时间点(イ)时,如图3A所示,单电池A的内部电阻值r1成为7.0mΩ(单电池B的内部电阻值r2为4.7mΩ)。因此,在图3B中,当将阈值设定为2.8mΩ时,在异常劣化的单电池A的内部电阻r1大幅度地超过需要进行更换的5.6mΩ之前,无法检测出劣化,无法良好地检测并联电池块的异常劣化。
为了检测并联电池块的异常劣化,例如,为了检测单电池A发生异常劣化而成为5.6mΩ,单电池B由于正常劣化而成为4.0mΩ的状态,假定将并联电池块的内部电阻值R的阈值设定为2.4mΩ。在该情况下,若单电池A和单电池B均正常劣化,则在单电池A和单电池B的内部电阻r1、r2均成为4.8mΩ时,并联电池块100-1的内部电阻R成为阈值2.4mΩ。因此,会在单电池A和单电池B的内部电阻r1、r2增大至5.8mΩ之前判定为需要进行更换,无法充分使用电池性能。
在第1实施方式中,为了解决这样的课题而良好地检测并联电池块100-m的异常劣化,使用并联电池块100-m的内部电阻R(m)与其他多个并联电池块的内部电阻R(m)的平均值之比来判定并联电池块100-m的劣化状态。图4是ECU300中的与状态判定装置相关的功能框图。这些构成既可以通过软件处理来实现,也可以通过硬件(电路)来实现。另外,图5是示出由ECU300执行的处理的步骤的流程图。以下,使用图4和图5对第1实施方式中的蓄电池100的劣化状态的判定方法进行说明。
图5所示的流程图例如在每次执行蓄电池100的外部充电时执行。首先,在步骤(以下,将步骤省略为“S”)1中,检测并联电池块100-m的端子间电压VB(m)和电流IB。在接下来的S10中,参数取得部310基于检测出的电压VB(m)和电流IB算出并联电池块100-m的内部电阻值(合成电阻值)R(m),取得内部电阻值R(m)。例如,根据并联电池块100-m的I-V特性的斜率,如周知的那样算出并联电池块100-m的内部电阻值R(m)。此外,内部电阻值R(m)的取得方法(运算方法)也可以是求出并联电池块100-m的开路电压(OCV),并根据开路电压(OCV)、电压VB(m)以及电流IB求出内部电阻值R(m)的方法。
在S20中,使用并联电池块100-m的内部电阻值R(m)算出多个并联电池块100-m的内部电阻值R(m)的平均值Rave(m)。平均值Rave(m)是温度与成为劣化状态的判定对象的并联电池块100-m接近的、多个并联电池块100-m的内部电阻值R(m)的平均值。图6是示出本实施方式中的蓄电池100的构成的图。如图6所示,在本实施方式中,将16个(m=16)并联电池块100-m串联连接,并且层叠于一对端板103、103之间。在一对端板103、103设置有未图示的约束构件,并联电池块100-m通过端板103、103接受约束载荷。
在蓄电池100的外部充电时产生的热经由一对端板103、103散出,所以如图6所示,越接近一对端板103、103则并联电池块100-m的温度越低,越接近中央部则并联电池块100-m的温度越高。在本实施方式中,将并联电池块100-m分为温度接近的A~D这四个群,并算出平均值Rave(m)。具体而言,按由并联电池块100-1(并联电池1)、100-2(并联电池2)、100-15(并联电池15)以及100-16(并联电池16)构成的A群、由并联电池块100-3(并联电池3)、100-4(并联电池4)、100-13(并联电池13)以及100-14(并联电池14)构成的B群、由并联电池块100-5(并联电池5)、100-6(并联电池6)、100-11(并联电池11)以及100-12(并联电池12)构成的C群、由并联电池块100-7(并联电池7)、100-8(并联电池8)、100-9(并联电池9)以及100-10(并联电池10)构成的D群进行分类。
在S20中,平均值算出部320算出A群中的平均值Rave(m)。平均值Rave(m)在算出由后述的参数比算出部330算出的并联电池块100-m的电阻比Rr(m)时使用。在算出并联电池块100-1的电阻比Rr(1)时使用的平均值Rave(1)作为A群中的其他并联电池块100-m的内部电阻值R(m)的平均值而被算出。即,平均电阻Rave(1)被算出为“平均值Rave(1)=(R(2)+R(15)+R(16))/3”。同样地,平均值算出部320算出“平均值Rave(2)=(R(1)+R(15)+R(16))/3”、“平均值Rave(15)=(R(1)+R(2)+R(16))/3”、“平均值Rave(16)=(R(1)+R(2)+R(15))/3”。平均值算出部320在B~D群中也同样地算出平均值Rave(m),并前进至S30。
在S30中,由参数比算出部330使用由参数取得部310求出的内部电阻值R(m)和由平均值算出部320算出的平均值Rave(m)来算出并联电池块100-m的电阻比Rr(m)。电阻比Rr(m)是内部电阻值R(m)与平均值Rave(m)之比,被算出为“电阻比Rr(m)=R(m)/Rave(m)”,例如,并联电池块100-1的电阻比Rr(1)是Rr(1)=R(1)/Rave(1)。当由参数比算出部330算出并联电池块100-1~并联电池块100-16的所有电阻比Rr(1)~Rr(16)时,前进至S40。此外,将所算出的电阻比Rr(m)存储于存储器302。
在S40中,在移动平均算出部340中算出电阻比Rr(m)的移动平均值Rrma(m)。在本实施方式中,从存储器302读出在上次执行该例程时算出的电阻比Rr(m)即电阻比上次值Rr(m)p,并通过下述式(1)来算出。
Rrma(m)=Rrma(m)p+(Rr(m)p/n)-(Rr(m)o/n)…(1)
在此,Rrma(m)p是移动平均值Rrma(m)的上次值,n是在算出移动平均值Rrma(m)时使用的过去算出的电阻比Rr(m)的数据数(例如为10),Rr(m)o是在n+1次前算出的电阻比Rr(m)的值(在n为10的情况下,为11次之前算出的电阻比Rr(m)的值)。当算出各并联电池块100-m的移动平均值Rrma(m)时,将Rrma(m)存储于存储器302,之后,前进至S50。
在S50中,由指标值算出部350算出指标值Ri(m)。指标值Ri(m)是并联电池块100-m的电阻比Rr(m)与移动平均值Rrma(m)之差,被算出为“指标值Ri(m)=Rr(m)-Rrma(m)”。例如,并联电池块100-1的指标值Ri(1)成为Ri(1)=Rr(1)-Rrma(1)。
当由指标值算出部350算出指标值Ri(m)并前进至S60时,在状态判定部360中判定指标值Ri(m)是否超过阈值α。若指标值Ri(m)超过阈值α,则判定为是,前进至S70,判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生异常劣化。当作为判定对象的并联电池块100-m所包含的单电池中的任一个发生异常劣化而该单电池的内部电阻值上升时,电阻比Rr(m)也增加。但是,该电阻比Rr(m)的增加对移动平均值Rrma(m)产生的影响极小。因此,在作为判定对象的并联电池块100-m的电阻比Rr(m)与移动平均值Rrma(m)之差即指标值Ri(m)超过了阈值α的情况下,能够判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生异常劣化。另外,在S70中,将被判定为异常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了异常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
当指标值Ri(m)为阈值α以下而在S60中判定为否时,前进至S80。在S80中,状态判定部360判定作为判定对象的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)是否超过阈值β。当内部电阻值R(m)为阈值β以下而判定为否时,结束本次的例程。当内部电阻值R(m)超过阈值β时,判定为是,前进至S90,判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了正常劣化。另外,在S90中,将被判定为发生了正常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了正常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
在本实施方式中,基于指标值Ri(m)是否超过阈值α来判定并联电池块100-m的异常劣化。指标值Ri(m)被算出为“指标值Ri(m)=Rr(m)-Rrma(m)”,是电阻比Rr(m)与移动平均值Rrma(m)之差。电阻比Rr(m)是作为判定对象的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)与除了作为判定对象的并联电池块100-m以外的多个并联电池块的内部电阻值的平均值Rave(m)之比。因此,当作为判定对象的并联电池块100-m所包含的单电池中的任一个发生异常劣化而该单电池的内部电阻值变大时,电阻比Rr(m)也变大。移动平均值Rrma(m)是电阻比Rr(m)的时序数据的平均值,是过去算出的电阻比Rr(m)的n次的值的平均值。因此,即使作为判定对象的并联电池块100-m所包含的单电池中的任一个发生异常劣化而该单电池的内部电阻值变大,在发生了异常劣化的初期,移动平均值Rrma(m)也不会成为大的值。因此,在指标值Ri(m)超过了阈值α时,能够判定为在判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化。此外,阈值α只要是能够判定在判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化的值即可,可以预先通过试验等求出,例如可以是0.2。
在本实施方式中,电阻比Rr(m)是“温度与作为判定对象的并联电池块100-m接近的其他多个并联电池块”的内部电阻值的平均值Rave(m)与作为判定对象的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)之比。作为判定对象的并联电池块100-m和“温度与作为判定对象的并联电池块100-m接近的其他多个并联电池块”的温度变化可视为大致相同。因此,即使作为判定对象的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)受到温度的影响而发生变化,“温度与作为判定对象的并联电池块100-m接近的其他多个并联电池块”的内部电阻值也同样地发生变化,平均值Rave(m)也同样地发生变化。因此,电阻比Rr(m)受温度的影响小,不需要进行温度修正来算出并联电池块100-m的内部电阻值R(m)。
在本实施方式中,使用“除了作为判定对象的并联电池块100-m以外的多个并联电池块”的内部电阻值的平均值Rave(m)求出作为判定对象的并联电池块100-m的电阻比Rr(m)。在平均值Rave(m)中不包括作为判定对象的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)。因此,在作为判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化的情况下,平均值Rave(m)不会变大。因此,在作为判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化的情况下,电阻比Rr(m)快速成为大的值,所以能够快速判定并联电池块100-m的异常劣化。
在本实施方式中,在作为判定对象的并联电池块100-m发生了通常劣化的情况下,指标值Ri(m)不超过阈值α(电阻比Rr(m)与移动平均值Rrma(m)的值的差不会变大,指标值Ri(m)示出“0”左右的值)。在本实施方式中,在未判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化的情况下(在S60中判定为否的情况下),将内部电阻值R(m)与阈值β进行比较,判定有无通常劣化(S80)。因此,也能够判定作为判定对象的并联电池块100-m的通常劣化。此外,阈值β只要是能够判定在判定对象的并联电池块100-m发生了通常劣化的值即可,可以基于判定为并联电池块100-m所包含的单电池达到使用寿命的内部电阻值来确定。
(第1实施方式的变形例)
在本实施方式中,将并联电池块100-m分为温度接近的群来算出平均值Rave(m),求出指标值Ri(m),但也可以以构成蓄电池100的所有并联电池块为对象算出平均值Rave(m),求出指标值Ri(m)。
在本实施方式中,使用“除了作为判定对象的并联电池块100-m以外的多个并联电池块”的内部电阻值的平均值Rave(m)求出作为判定对象的并联电池块100-m的电阻比Rr(m)。但是,也可以根据包括作为判定对象的并联电池块100-m的多个并联电池块的内部电阻值来求出平均值Rave(m)。
在本实施方式中,使用在上次的例程中算出的电阻比上次值Rr(m)p来算出电阻比Rr(m)的移动平均值Rrma(m)。即,移动平均值Rrma(m)是到上次的例程为止算出的电阻比Rr(m)的移动平均值。但是,也可以使用在本次的例程中算出的电阻比Rr(m)来算出移动平均值Rrma(m)。
在本实施方式中,将指标值Ri(m)算出为“指标值Ri(m)=Rr(m)-Rrma(m)”。但是,指标值Ri(m)也可以被算出为“指标值Ri(m)=Rrma(m)-Rr(m)”。在该情况下,在指标值Ri(m)低于阈值α的情况下,判定为发生了异常劣化。
在本实施方式中,每当执行蓄电池100的外部充电时便执行图5所示的处理(流程图)。但是,图5所示的处理也可以在电动车辆1的行驶期间中蓄电池100的SOC(蓄电量)达到了预定值的每个定时执行。另外,图5所示的处理也可以在电动车辆1的每个行驶开始定时或每个行驶结束定时执行。
此外,在S70和S90中输出了警报信息的情况下,也可以由未图示的警报装置发出警报。警报装置可以是点亮MIL(Malfunction Indication Lamp:故障指示灯)的装置,可以是吹响蜂鸣器的装置,或者也可以是使用多功能显示器(multi-function display)等HMI(Human Machine Interface:人机接口)来催促并联电池块100-m的更换的装置。
(第2实施方式)
在第1实施方式中,以并联电池块100-m的内部电阻值R(m)为参数,判定并联电池块100-m的劣化状态。在第2实施方式中,使用并联电池块100-m的1秒电阻值和10秒电阻值来判定并联电池块100-m的连接电阻的状态。
图7和图8是示出在第2实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。此外,ECU300中的与状态判定装置相关的功能块与第1实施方式同样,所以沿用图4进行说明。
图7和图8所示的流程图例如在每次执行蓄电池100的外部充电时执行。首先,在S100中,检测并联电池块100-m的端子间电压VB(m)和电流IB。在接下来的S102中,参数取得部310基于检测出的电压VB(m)和电流IB算出并联电池块100-m的内部电阻值(合成电阻值)R(m)。关于内部电阻值R(m),例如可以求出并联电池块100-m的开路电压(OCV),并根据开路电压(OCV)、电压VB(m)以及电流IB求出内部电阻值R(m)。并且,参数取得部310取得从蓄电池100的外部充电开始起1秒后的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)来作为1秒电阻R1s(m)。另外,参数取得部310取得从蓄电池100的外部充电开始起10秒后的并联电池块100-m的内部电阻值R(m)来作为10秒电阻R10s(m),并前进至S104。
在S104中,参数取得部310从10秒电阻R10s(m)减去1秒电阻R1s(m),取得并联电池块100-m的电阻差Rs(m)(电阻差Rs(m)=R10s(m)-R1s(m))。之后,前进至S106。
在S106中,在平均值算出部320中算出多个并联电池块100-m的1秒电阻R1s(m)的平均值R1save(m)和电阻差Rs(m)的平均值Rsave(m)。平均值R1save(m)是温度与成为判定对象的并联电池块100-m接近的、多个并联电池块100-m的1秒电阻R1s(m)的平均值。另外,平均值Rsave(m)是温度与成为判定对象的并联电池块100-m接近的、多个并联电池块100-m的电阻差Rs(m)的平均值。在本实施方式中,也与第1实施方式同样地,将并联电池块100-m分为温度接近的多个群,算出平均值R1save(m)和平均值Rsave(m)。此外,平均值R1save(m)和平均值Rsave(m)的算出方法与第1实施方式中的平均值Rave(m)同样,所以省略其说明。
在S108中,由参数比算出部330使用由参数取得部310求出的1秒电阻R1s(m)和由平均值算出部320算出的平均值R1save(m)来算出并联电池块100-m的1秒电阻比R1sr(m)。另外,使用由参数取得部310求出的电阻差Rs(m)和由平均值算出部320算出的平均值Rsave(m)来算出并联电池块100-m的电阻差比Rsr(m)。1秒电阻比R1sr(m)是1秒电阻R1s(m)与平均值R1save(m)之比,被算出为“1秒电阻比R1sr(m)=R1s(m)/R1save(m)”。电阻差比Rsr(m)是电阻差Rs(m)与平均值Rsave(m)之比,被算出为“电阻差比Rsr(m)=Rs(m)/Rsave(m)”。将所算出的1秒电阻比R1sr(m)和电阻差比Rsr(m)存储于存储器302,并前进至下一步骤S110。
在S110中,在移动平均算出部340中,算出1秒电阻比R1sr(m)的移动平均值R1srma(m)和电阻差比Rsr(m)的移动平均值Rsrma(m)。移动平均值R1srma(m)和移动平均值Rsrma(m)的算出方法与第1实施方式中的移动平均值Rrma(m)同样,所以省略其说明。当算出各并联电池块100-m的移动平均值R1srma(m)和移动平均值Rsrma(m)时,将移动平均值R1srma(m)和移动平均值Rsrma(m)存储于存储器302,之后,前进至S112。
在S112中,由指标值算出部350算出指标值R1si(m)。指标值R1si(m)是并联电池块100-m的1秒电阻比R1sr(m)与移动平均值R1srma(m)之差,被算出为“指标值R1si(m)=R1sr(m)-R1srma(m)”。另外,由指标值算出部350算出指标值Rsi(m)。指标值Rsi(m)是并联电池块100-m的电阻差比Rsr(m)与移动平均值Rsrma(m)之差,被算出为“指标值Rsi(m)=Rsr(m)-Rsrma(m)”。
在继S112之后的S114中,在状态判定部360中判定指标值Rsi(m)是否小于阈值b。若指标值Rsi(m)小于阈值b,则判定为是,前进至S116,判定指标值R1si(m)是否为阈值a以上。当指标值R1si(m)为阈值a以上而判定为是时,前进至S118,判定为作为判定对象的并联电池块100-m的连接电阻过大。并联电池块100-m的连接电阻不取决于通电时间,并联电池块100-m的内部电阻取决于通电时间。因此,从10秒电阻R10s(m)减去1秒电阻R1s(m)而得到的电阻差Rs(m)成为仅去除了并联电池块100-m的内部电阻的通电时间成分的值。因此,在基于电阻差Rs(m)的指标值Rsi(m)低于阈值b且基于1秒电阻R1s(m)的指标值R1si(m)为阈值a以上的情况下,能够判定为并联电池块100-m的连接电阻过大。另外,在S118中,将被判定为连接电阻过大的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了连接电阻的过大的警告信息,之后,结束本次的例程。此外,并联电池块100-m的连接电阻是金属部件(导通构件)的金属电阻、接合部的接触电阻。
在S116中,当指标值R1si(m)小于阈值a而判定为否时,前进至S120。判定电阻差Rs(m)是否小于阈值d。当电阻差Rs(m)为阈值d以上而判定为是时,前进至S122,判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了正常劣化。另外,在S122中,将被判定为发生了正常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了正常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
在S120中电阻差Rs(m)小于阈值d而判定为是时,前进至S124,判定1秒电阻R1s(m)是否为阈值c以上。当1秒电阻R1s(m)为阈值c以上而判定为是时,前进至S118,判定为作为判定对象的并联电池块100-m的连接电阻过大。在S124中1秒电阻R1s(m)小于阈值c而判定为否时,结束本次的例程。
在S114中指标值Rsi(m)为阈值b以上时,判定为否并前进至S126。在S126中,判定为作为判定对象的并联电池块100-m处于发生了异常劣化的状态。另外,在S126中,将被判定为发生了异常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了异常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
如上所述,在第2实施方式中,使用并联电池块100-m的1秒电阻Rs(m)和电阻差Rs(m)来判定并联电池块100-m的连接电阻的状态和劣化状态。1秒电阻Rs(m)和电阻差Rs(m)基于并联电池块100-m的内部电阻值R(m)来求出,所以与第1实施方式同样,受到并联电池块100-m所包含的单电池的异常劣化的影响,具有与第1实施方式同样的课题。在第2实施方式中,即使在并联电池块100-m所包含的单电池发生了异常劣化的情况下,也使用与第1实施方式同样的方法,基于“电阻差比Rsr(m)与移动平均值Rsrma(m)之差即指标值Rsi(m)”和“1秒电阻比R1sr(m)与移动平均值R1srma(m)之差即指标值R1si(m)”来判定连接电阻的状态,从而使得能够适当地判定连接电阻的状态。因此,与第1实施方式同样,即使在并联电池块100-m所包含的单电池发生了异常劣化的情况下,也能够良好地判定连接电阻的状态。
此外,在第2实施方式中,也可以采用与第1实施方式的变形例同样的变形例。
(第3实施方式)
在第3实施方式中,在并联电池块100-m中,对由于电极、电极复合材料所包含的金属等反复熔化析出,从而导体贯通分隔件而引起内部短路(微短路)的现象的劣化状态进行判定。
图9是示出在第3实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。此外,ECU300中的与状态判定装置相关的功能块与第1实施方式同样,所以沿用图4进行说明。
每隔预定期间反复处理图9所示的流程图。首先,在S200中判定SMR50是否从闭合(ON)变成了释放(OFF)。在SMR50从闭合(ON)变成了释放(OFF)时,在S200中判定为是,前进至S202。在S202中,将SMR50从闭合(ON)变成了释放(OFF)时的并联电池块100-m的端子间电压VB(m)作为释放时电压VBf(m)存储于存储器302,结束本次的例程。
在不处于SMR50从闭合(ON)切换为了释放(OFF)时的情况下,在S200中判定为否,前进至S204,判定SMR50是否从释放(OFF)变成了闭合(ON)。在不处于SMR50从释放(OFF)切换为了闭合(ON)时的情况下,判定为否,结束本次的例程。在SMR50从释放(OFF)切换为了闭合(ON)时,在S204中判定为是,并前进至S206。
在S206中,参数取得部310通过从存储器302读出的释放时电压VBf(m)减去SMR50从释放(OFF)切换为了闭合(ON)时的并联电池块100-m的端子间电压VB(m),从而取得电压差VBh(m)。“电压差VBh(m)=VBf(m)-VB(m)”是在电动车辆1的停车等没有使用并联电池块100-m(蓄电池100)的情况下的并联电池块100-m的端子间电压VB(m)的变化量。因此,电压差VBh(m)越大,则并联电池块100-m的自放电量越大。电压差VBh(m)表现出并联电池块100-m的自放电量的大小。
在接下来的S208中,在平均值算出部320中算出多个并联电池块100-m的电压差VBh(m)的平均值VBhave(m)。平均值VBhave(m)是温度与成为判定对象的并联电池块100-m接近的、多个并联电池块100-m的电压差VBh(m)的平均值。在本实施方式中,也与第1实施方式同样,将并联电池块100-m分为温度接近的多个群,算出平均值VBhave(m)。此外,平均值VBhave(m)的算出方法与第1实施方式中的平均值Rave(m)同样,所以省略其说明。
在S210中,由参数比算出部330使用由参数取得部310求出的电压差VBh(m)和由平均值算出部320算出的平均值VBhave(m)来算出并联电池块100-m的电压差比VBhr(m)。电压差比VBhr(m)是电压差VBh(m)与平均值VBhave(m)之比,被算出为“电压差比VBhr(m)=VBh(m)/VBhave(m)”。将所算出的电压差比VBhr(m)存储于存储器302,并前进至下一步骤S212。
在S212中,在移动平均算出部340中算出电压差比VBhr(m)的移动平均值VBhrma(m)。移动平均值VBhrma(m)的算出方法与第1实施方式中的移动平均值Rrma(m)同样,所以省略其说明。当算出各并联电池块100-m的移动平均值VBhrma(m)时,将移动平均值VBhrma(m)存储于存储器302,之后,前进至S214。
在S214中,由指标值算出部350算出指标值VBhi(m)。指标值VBhi(m)是并联电池块100-m的电压差比VBhr(m)与移动平均值VBhrma(m)之差,被算出为“指标值VBhi(m)=VBhr(m)-VBhrma(m)”。
当由指标值算出部350算出指标值VBhi(m)并前进至S216时,在状态判定部360中判定指标值VBhi(m)是否超过阈值γ。若指标值VBhi(m)超过阈值γ,则判定为是,前进至S218,判定为在作为判定对象的并联电池块100-m发生了由异常劣化引起的内部短路。例如,当作为判定对象的并联电池块100-m所包含的单电池中的任一个发生了异常劣化而该单电池的内部短路迅速加剧时,电压差比VBhr(m)也变大。但是,移动平均值VBhrma(m)不会急剧增大。因此,在作为判定对象的并联电池块100-m的电压差比VBhr(m)与移动平均值VBhrma(m)之差即指标值VBhi(m)超过了阈值γ的情况下,能够判定为作为判定对象的并联电池块100-m由于异常劣化而内部短路。另外,在S218中,将被判定为发生了异常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了由异常劣化引起的内部短路的警告信息,之后,结束本次的例程。
当指标值VBhi(m)为阈值γ以下而在S216中判定为否时,前进至S220。在S220中,状态判定部360判定作为判定对象的并联电池块100-m的电压差VBh(m)是否超过阈值θ。当电压差VBh(m)为阈值θ以下而判定为否时,结束本次的例程。当电压差VBh(m)超过阈值θ时,判定为是,并前进至S222,判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了由正常劣化引起的内部短路。另外,在S222中,将被判定为发生了正常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了由正常劣化引起的内部短路的警告信息,之后,结束本次的例程。
在作为判定对象的并联电池块100-m发生了由通常劣化引起的内部短路的情况下,指标值VBhi(m)不会超过阈值γ(电压差比VBhr(m)与移动平均值VBhrma(m)的值的差不会变大,而会成为大致相同的值,所以指标值VBhi(m)示出“0”左右的值)。在本实施方式中,在未判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了由异常劣化引起的内部短路的情况下(在S216中判定为否),在S220中判定有无通常劣化。因此,也能够判定作为判定对象的并联电池块100-m的通常劣化。此外,阈值θ只要是能够判定在判定对象的并联电池块100-m发生了通常劣化的值即可,可以基于判定为并联电池块100-m所包含的单电池达到使用寿命的内部短路的状态来设定。
在第3实施方式中,也与第1实施方式同样,能够在并联电池块100-m发生了异常劣化的情况下、和发生了通常劣化的情况下,良好地判定内部短路的发生状态。此外,在第3实施方式中,也可以采用与第1实施方式的变形例同样的变形例。
(第4实施方式)
在第1实施方式中,以并联电池块100-m的内部电阻值R(m)为参数,判定并联电池块100-m的劣化状态。在第4实施方式中,使用并联电池块100-m的电池容量来判定并联电池块100-m的劣化状态。
图10是示出在第4实施方式中,由ECU300执行的处理的步骤的流程图。此外,ECU300中的与状态判定装置相关的功能块与第1实施方式同样,所以沿用图4进行说明。
图10所示的流程图例如在每次执行蓄电池100的外部充电时执行。首先,在S300中,检测并联电池块100-m的端子间电压VB(m)和电流IB。在接下来的S302中,参数取得部310基于检测出的电压VB(m)和电流IB算出并取得并联电池块100-m的容量BC(m)。关于容量BC(m),例如,可以根据并联电池块100-m的开路电压(OCV)、内部电阻(合成电阻)以及电流IB算出电池电压的预测值,基于电池的等效电路模型,以使得电池电压的预测值与电压VB(m)之差变小的方式(预测误差法)推定电池容量、求出电池容量。当由参数取得部310取得并联电池块100-m的容量BC(m)时,前进至S304。
在S304中,在平均值算出部320中算出多个并联电池块100-m的容量BC(m)的平均值BCave(m)。平均值BCave(m)是温度与成为判定对象的并联电池块100-m接近的、多个并联电池块100-m的容量BC(m)的平均值。在本实施方式中,也与第1实施方式同样,将并联电池块100-m分为温度接近的多个群,算出平均值BCave(m)。此外,平均值BCave(m)的算出方法与第1实施方式中的平均值Rave(m)同样,所以省略其说明。
在S306中,由参数比算出部330使用由参数取得部310求出的容量BC(m)和由平均值算出部320算出的平均值BCave(m)来算出并联电池块100-m的容量比BCr(m)。容量比BCr(m)是容量BC(m)与平均值BCave(m)之比,被算出为“容量比BCr(m)=BC(m)/BCave(m)”。将所算出的容量比BCr(m)存储于存储器302,并前进至下一步骤S308。
在S308中,在移动平均算出部340中算出容量比BCr(m)的移动平均值BCrma(m)。移动平均值BCrma(m)的算出方法与第1实施方式中的移动平均值Rrma(m)同样,所以省略其说明。当算出各并联电池块100-m的移动平均值BCrma(m)时,将移动平均值BCrma(m)存储于存储器302,之后,前进至S310。
在S310中,由指标值算出部350算出指标值BCi(m)。指标值BCi(m)是移动平均值BCrma(m)与容量比BCr(m)之差,被算出为“指标值BCi(m)=BCrma(m)-BCr(m)”。
当由指标值算出部350算出指标值BCi(m)并前进至S312时,在状态判定部360中判定指标值BCi(m)是否超过阈值λ。若指标值BCi(m)超过阈值λ,则判定为是,前进至S314,判定为作为判定对象的并联电池块100-m发生了异常劣化。作为判定对象的并联电池块100-m的容量BC(m)基于内部电阻(合成电阻)来推定。并联电池块100-m的内部电阻(合成电阻)是各单电池的内部电阻的调和平均。因此,即使作为判定对象的并联电池块100-m所包含的单电池中的任一个发生了异常劣化而该单电池的容量迅速降低,并联电池块100-m的内部电阻(合成电阻)也不会急剧降低,作为判定对象的并联电池块100-m的容量BC(m)不会大幅度地降低,所以容量比BCr(m)也不会大幅度地降低。但是,该容量比BCr(m)的降低对移动平均值BCrma(m)产生的影响极小。因此,在作为判定对象的并联电池块100-m的容量比BCr(m)与移动平均值BCrma(m)之差即指标值BCi(m)超过了阈值λ的情况下,能够判定为作为判定对象的并联电池块100-m由于异常劣化而容量降低。另外,在S314中,将被判定为发生了异常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了异常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
当指标值BCi(m)为阈值λ以下而在S312中判定为否时,前进至S316。在S316中,状态判定部360判定作为判定对象的并联电池块100-m的容量BC(m)是否小于阈值ω。当容量BC(m)为阈值ω以上而判定为否时,结束本次的例程。当容量BC(m)小于阈值ω时,判定为是,并前进至S318,判定为作为判定对象的并联电池块100-m由于正常劣化而容量降低。另外,在S318中,将被判定为发生了正常劣化的并联电池块100-m的识别信息,例如并联电池块100-m的ID编号写入存储器302,并且输出表示发生了正常劣化的警告信息,之后,结束本次的例程。
在第4实施方式中,也与第1实施方式同样,能够在并联电池块100-m发生了异常劣化的情况下、和发生了通常劣化的情况下,良好地判定劣化状态。此外,在第4实施方式中,也可以采用与第1实施方式的变形例同样的变形例。
若例示出本公开中的实施方案,则可以例示出如下的方案。
1)一种电池组(100)的状态判定装置,所述电池组(100)是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块(100-m),并将3个以上的并联电池块(100-m)串联连接而得到的电池组,所述状态判定装置具备:参数取得部(310),取得并联电池块(100-m)的内部电阻值(R(m));参数比算出部(330),算出作为成为判定对象的并联电池块(100-m)的内部电阻值(R(m))与多个并联电池块(100-m)的内部电阻值(R(m))的平均值(Rave)之比的电阻比(Rr(m));移动平均算出部(340),算出电阻比(Rr(m))的移动平均值(Rrma(m));指标值算出部(350),求出成为判定对象的并联电池块(100-m)的电阻比(Rr(m))与移动平均值(Rrma(m))之差即指标值(Ri(m));以及状态判定部(360),基于指标值(Ri(m))来判定作为判定对象的并联电池块(100-m)的状态。
2)在1)中,状态判定部(360)在判定为指标值(Ri(m))处于预定的范围外时,例如在指标值(Ri(m))超过阈值(α)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了异常劣化。
3)在1)或2)中,状态判定部(360)还构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的内部电阻值(R(m))超过阈值(β)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了通常劣化。
4)一种电池组(100)的状态判定装置,所述电池组(100)是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块(100-m),并将3个以上的并联电池块(100-m)串联连接而得到的电池组,所述状态判定装置具备:参数取得部(310),基于并联电池块(100-m)的1秒电阻(R1s(m))和10秒电阻(R10s(m))来取得电阻差(Rs(m));参数比算出部(330),算出作为判定对象的并联电池块(100-m)的1秒电阻(R1s(m))与多个并联电池块(100-m)的1秒电阻(R1s(m))的平均值(R1save)之比即1秒电阻比(R1sr(m)),并且算出作为判定对象的并联电池块(100-m)的电阻差(Rs(m))与多个并联电池块(100-m)的电阻差(Rs(m))的平均值(Rsave)之比即电阻差比(Rsr(m));移动平均算出部(340),算出1秒电阻比(R1sr(m))的移动平均值(R1srma(m)),并且算出电阻差比(Rsr(m))的移动平均值(Rsrma(m));指标值算出部(350),求出成为判定对象的并联电池块(100-m)的1秒电阻比(R1sr(m))与移动平均值(R1srma(m))之差即指标值(R1si(m)),并且求出成为判定对象的并联电池块(100-m)的电阻差比(Rsr(m))与移动平均值(Rsrma(m))之差即指标值(Rsi(m));以及状态判定部(360),基于指标值(R1si(m))和指标值(Rsi(m))来判定作为判定对象的并联电池块(100-m)的连接电阻的过大状态。
5)在4)中,状态判定部(360)在判定为指标值(Rsi(m))小于阈值(b)且指标值(R1si(m))为阈值(a)以上时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)的连接电阻过大。
6)在4)或5)中,状态判定部(360)还构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的指标值(Rsi(m))为阈值(b)以上时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了异常劣化。
7)在4)或5)或6)中,状态判定部(360)构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的电阻差(Rs(m))为阈值(d)以上时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了正常劣化。
8)在4)或5)或6)或7)中,状态判定部(360)构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的1秒电阻(R1s(m))为阈值(c)以上时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)的连接电阻过大。
9)一种电池组(100)的状态判定装置,所述电池组(100)是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块(100-m),并将3个以上的并联电池块(100-m)串联连接而得到的电池组,所述状态判定装置具备:参数取得部(310),取得将电池组(100)与PCU(40)的连接切断(OFF)/连接(ON)的SMR(50)的断开时的并联电池块(100-m)的电压(VBf(m))与连接时的电压(VB(m))之差即电压差(VBh(m));参数比算出部(330),算出作为判定对象的并联电池块(100-m)的电压差(VBh(m))与多个并联电池块(100-m)的电压差(VBh(m))的平均值(VBhave)之比即电压差比(VBhr(m));移动平均算出部(340),算出电压差比(VBhr(m))的移动平均值(VBhrma(m));指标值算出部(350),求出成为判定对象的并联电池块(100-m)的电压差比(VBhr(m))与移动平均值(VBhrma(m))之差即指标值(VBhi(m));以及状态判定部(360),基于指标值(VBhi(m))来判定作为判定对象的并联电池块(100-m)的内部短路状态。
10)在9)中,状态判定部(360)在判定为指标值(VBhi(m))处于预定的范围外时,例如在指标值(VBhi(m))超过阈值(γ)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)由于异常劣化而内部短路。
11)在9)或10)中,状态判定部(360)还构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的电压差(VBh(m))超过阈值(θ)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)由于通常劣化而内部短路。
12)一种电池组(100)的状态判定装置,所述电池组(100)是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块(100-m),并将3个以上的并联电池块(100-m)串联连接而得到的电池组,所述状态判定装置具备:参数取得部(310),取得并联电池块(100-m)的容量(BC(m));参数比算出部(330),算出作为判定对象的并联电池块(100-m)的容量(BC(m))与多个并联电池块(100-m)的容量(BC(m))的平均值(BCave)之比即容量比(BCr(m));移动平均算出部(340),算出容量比(BCr(m))的移动平均值(BCrma(m));指标值算出部(350),求出成为判定对象的并联电池块(100-m)的容量比(BCr(m))与移动平均值(BCrma(m))之差即指标值(BCi(m));以及状态判定部(360),基于指标值(BCi(m))来判定作为判定对象的并联电池块(100-m)的状态。
13)在12)中,状态判定部(360)在判定为指标值(BCi(m))处于预定的范围外时,例如在指标值(BCi(m))超过阈值(λ)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了异常劣化。
14)在12)或13)中,状态判定部(360)还构成为,在作为判定对象的并联电池块(100-m)的容量(BC(m))小于阈值(ω)时,判定为作为判定对象的并联电池块(100-m)发生了通常劣化。
虽然对本发明的实施方式进行了说明,但应该认为,本次所公开的实施方式在所有的方面均为例示性的,而并非限制性的。本发明的范围由权利要求书示出,旨在包括与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (10)

1.一种电池组的状态判定装置,所述电池组是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块,并将3个以上的所述并联电池块串联连接而得到的电池组,
所述电池组的状态判定装置具备:
参数取得部,取得表示所述并联电池块的状态的参数;
参数比算出部,算出参数比,所述参数比是成为判定对象的所述并联电池块的所述参数与多个所述并联电池块的所述参数的平均值之比;
移动平均算出部,算出所述参数比的移动平均值;
指标值算出部,求出成为所述判定对象的所述并联电池块的所述参数比与所述移动平均值之差即指标值;以及
状态判定部,基于所述指标值来判定作为所述判定对象的并联电池块的状态,
所述参数是所述并联电池块的内部电阻、所述并联电池块的自放电量、所述并联电池块的电池容量中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的电池组的状态判定装置,
所述参数比算出部构成为,算出以下参数比,该参数比是成为所述判定对象的所述并联电池块的所述参数与除成为所述判定对象的所述并联电池块以外的多个所述并联电池块的所述参数的平均值之比。
3.根据权利要求1所述的电池组的状态判定装置,
所述参数取得部构成为,在每个预定的定时取得所述参数,
所述指标值算出部构成为,基于使用在上次的定时取得的所述参数算出的移动平均值、和在本次的定时取得的所述参数来算出所述指标值。
4.根据权利要求1所述的电池组的状态判定装置,
关于成为所述平均值的算出对象的所述多个所述并联电池块,选择所述并联电池块的温度与作为所述判定对象的所述并联电池块的温度接近的所述并联电池块。
5.根据权利要求4所述的电池组的状态判定装置,
所述参数取得部构成为,在每个预定的定时取得所述参数,
所述并联电池块的温度是所述预定的定时下的所述并联电池块的温度。
6.根据权利要求5所述的电池组的状态判定装置,
所述电池组是搭载于车辆的电池组,
所述预定的定时是进行所述电池组的外部充电的定时、在所述车辆的行驶期间中所述电池组的蓄电量达到了预定值的定时、所述车辆的行驶开始定时、所述车辆的行驶结束定时中的任意定时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池组的状态判定装置,
所述状态判定部构成为,基于所述指标值来判定作为所述判定对象的所述并联电池块的劣化状态,并且基于作为所述判定对象的所述并联电池块的所述参数来判定所述并联电池块的劣化状态。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池组的状态判定装置,
所述状态判定部构成为,在判定为所述指标值处于预定的范围外时,输出警报信息、作为所述判定对象的所述并联电池块的识别信息中的至少一方。
9.一种电池组的状态判定方法,所述电池组是具备多个单电池并联连接而成的并联电池块,并将3个以上的所述并联电池块串联连接而得到的电池组,
所述电池组的状态判定方法包括如下步骤:
取得表示所述并联电池块的状态的参数的步骤;
算出参数比的步骤,所述参数比是成为判定对象的所述并联电池块的所述参数与多个所述并联电池块的所述参数的平均值之比;
算出所述参数比的移动平均值的步骤;
求出成为所述判定对象的所述并联电池块的所述参数比与所述移动平均值之差即指标值的步骤;以及
基于所述指标值来判定作为所述判定对象的并联电池块的状态的步骤,
所述参数是所述并联电池块的内部电阻、所述并联电池块的自放电量、所述并联电池块的电池容量中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的电池组的状态判定方法,
算出所述参数比的步骤是算出以下参数比的步骤,该参数比是成为所述判定对象的所述并联电池块的所述参数与除成为所述判定对象的所述并联电池块以外的多个所述并联电池块的所述参数的平均值之比。
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