DE112016001350T5

DE112016001350T5 - Überwachungsvorrichtung für eine energiespeichereinrichtung, energiespeichervorrichtung und verfahren zum überwachen einer energiespeichereinrichtung

Info

Publication number: DE112016001350T5
Application number: DE112016001350.7T
Authority: DE
Inventors: Ryo Matsubara; Takeyuki Shiraishi
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-12-07
Also published as: US11114707B2; JP2022105530A; JPWO2016152516A1; WO2016152516A1; US10388995B2; JP6791123B2; US20180069274A1; CN107431252B; JP7294493B2; US20190326651A1; CN107431252A; JP2021036763A; JP7070635B2

Abstract

Die Erfindung sieht eine Überwachungsvorrichtung (130) für eine Energiespeichereinrichtung vor, die an einem beweglichen Körper vorgesehen ist und elektrisch über einen Schalter mit einer Last des beweglichen Körpers verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Überwachungseinheit, die mit Strom von der Energiespeichereinrichtung versorgt wird. Die Überwachungseinheit führt eine Überwachungsoperation durch, in welcher der Schalter von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine Spannung nicht größer als ein Entladungsspannungsschwellwert aufweist, und der Schalter von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet und die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und vermindert den Stromverbrauch durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last in Betrieb ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung gibt eine Technik in Bezug auf eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung, eine Energiespeichervorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen der Energiespeichervorrichtung an.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung (Sekundärbatterie), die elektrisch über einen Schalter mit einer Last verbunden ist, bekannt (siehe das Patentdokument 1 usw.). Die Überwachungsvorrichtung wird mit Strom von der Sekundärbatterie versorgt, damit sie die Spannung der Sekundärbatterie erhält. Die Überwachungsvorrichtung führt wiederholt eine Überwachungsoperation durch, in welcher der Schalter von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand versetzt wird, wenn der Wert der erhaltenen Spannung der Sekundärbatterie niedriger als ein vorbestimmter unterer Grenzspannungswert wird, und der Schalter dann von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wenn der Spannungswert der Sekundärbatterie höher als der untere Grenzspannungswert wird. Wenn sich der Spannungswert der Sekundärbatterie dem unteren Grenzspannungswert annähert, verkürzt die Überwachungsvorrichtung das Intervall der Überwachungsoperation, um einen Überentladungszustand der Sekundärbatterie sofort zu erfassen und den Schalter zu dem geöffneten Zustand zu versetzen und dadurch die Sekundärbatterie zu schützen.
DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP-A-2011-176940

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEMSTELLUNG
Die herkömmliche Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung ist nicht ausreichend konfiguriert, um das Intervall der Überwachungsoperation entsprechend zu setzen, nachdem der Schalter zu dem geöffneten Zustand versetzt wurde, und kann deshalb die Spannung der Energiespeichervorrichtung vermindern.
Um dieses Problem zu lösen, gibt die vorliegende Anmeldung eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung, eine Energiespeichervorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Energiespeichereinrichtung an, die eine Verminderung der Spannung der Energiespeichervorrichtung unterdrücken.
PROBLEMLÖSUNG
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, gibt die vorliegende Anmeldung eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung an, die an einem beweglichen Körper vorgesehen ist und elektrisch mit einer Last des beweglichen Körpers über einen Schalter verbunden ist, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine Überwachungseinheit, die mit Strom von der Energiespeichereinrichtung versorgt wird; wobei die Überwachungseinheit eine Überwachungsoperation durchführt, in welcher der Schalter von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine Spannung nicht größer als ein Entladungsspannungsschwellwert aufweist, und der Schalter von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet und die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und den Stromverbrauch durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last in Betrieb ist, vermindert.
Die in dieser Anmeldung angegebene Technik kann in verschiedenen Formen verkörpert werden, wie etwa als eine Vorrichtung oder ein Verfahren zum Überwachen einer Energiespeichereinrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, die die Vorrichtung und eine Energiespeichereinrichtung enthält, ein Computerprogramm und eine integrierte Schaltung, die konfiguriert sind, um die Funktionen der Vorrichtung oder des Verfahrens zu realisieren, ein nicht-transitorisches Aufzeichnungsmedium wie etwa eine CD-ROM, die das Computerprogramm speichert, und ein Übertragungsmedium wie etwa das Internet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Konfiguration eines Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessfluss zum Überwachen einer Sekundärbatterie gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessfluss in einem geöffneten Zustand gemäß der Ausführungsform zeigt.
AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die weiter oben beschriebene herkömmliche Überwachungsvorrichtung ist nicht ausreichend konfiguriert, um das Intervall der Überwachungsoperation entsprechend zu setzen, nachdem der Schalter zu dem geöffneten Zustand versetzt wurde. Es soll hier angenommen werden, dass das Intervall der Überwachungsoperation auch dann verkürzt wird, nachdem der Schalter zu dem geöffneten Zustand versetzt wurde. Wenn sich die Sekundärbatterie nicht mehr in dem Überentladungszustand befindet, dann kann der Schalter zu dem geschlossenen Zustand versetzt werden, um schnell den Zustand, in dem die Sekundärbatterie Strom zu der Last zuführt, wiederherzustellen. Das Verkürzen des Intervalls der Überwachungsoperation veranlasst eine Vergrößerung des Stromverbrauchs durch die Überwachungsvorrichtung wenigstens um den Strom, der von der Sekundärbatterie zu der Überwachungsvorrichtung in jedem der kurzen Intervalle zugeführt werden muss. Die Spannung der Sekundärbatterie wird dann weiter vermindert, sodass sie niedriger als die minimale Betriebsspannung oder ähnliches der Überwachungsvorrichtung ist, wodurch diese unter Umständen betriebsunfähig werden kann. Weiterhin kann eine Sekundärbatterie mit einer sich kontinuierlich vermindernden Spannung unter Umständen nicht wiederverwendet werden. Diese Probleme sind nicht nur bei Sekundärbatterien gegeben, sondern auch bei einer Überwachungsvorrichtung für eine andere Energiespeichereinrichtung wie etwa einen Kondensator.
Die vorliegende Anmeldung gibt eine Technik zum Lösen wenigstens eines Teils der vorstehend geschilderten Probleme an.

(1) Die vorliegende Anmeldung gibt eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung an, die an einem beweglichen Körper vorgesehen ist und elektrisch mit einer Last des beweglichen Körpers über einen Schalter verbunden ist, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine Überwachungseinheit, die mit Strom von der Energiespeichereinrichtung versorgt wird; wobei die Überwachungseinheit eine Überwachungsoperation durchführt, in welcher der Schalter von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine Spannung nicht größer als ein Entladungsspannungsschwellwert aufweist, und der Schalter von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet und die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und den Stromverbrauch durch das Verlängern eines Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last in Betrieb ist, vermindert. Wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, sollte die Stromversorgung zu der in Betrieb befindlichen Last sofort wiederaufgenommen werden. Im Vergleich zu dem Fall, in dem die Last in Betrieb ist, muss die Stromversorgung zu der ausgesetzten Last nicht sofort wiederaufgenommen werden. Wenn also die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, führt die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung eine Überwachungsoperation mit dem längeren Intervall und dem geringeren Stromverbrauch von der Energiespeichereinrichtung im Vergleich zu dem Fall, in dem die Last in Betrieb ist, durch. Während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, unterdrückt dies eine verzögerte Wiederaufnahme der Stromversorgung zu der Last, wenn sich die Last in Betrieb befindet und die Energiespeichereinrichtung die Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und unterdrückt weiterhin eine Verminderung der Spannung der Energiespeichereinrichtung aufgrund eines Stromverbrauchs durch die Überwachungseinheit, während die Last ausgesetzt ist und eine relativ geringe Notwendigkeit für eine Wiederaufnahme der Stromversorgung zu der Last gegeben ist.
(2) In der Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung ist die Energiespeichereinrichtung weiterhin optional über den Schalter elektrisch mit einer Ladeeinrichtung verbunden, die konfiguriert ist, um Strom mit einem Motor des beweglichen Körpers zu erzeugen, und umfasst die Überwachungsoperation weiterhin das Versetzen des Schalters von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als ein Ladungsspannungsschwellwert, der größer als der Entladungsspannungsschwellwert ist, und das Versetzen des Schalters von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand, wenn die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Ladungswiederherstellungsbedingung erfüllt und sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, und vergrößert die Überwachungseinheit den Stromverbrauch durch das Verkürzen des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht größer wird als der Entladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand. Wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, ist es wünschenswert, die Spannung der Energiespeichereinrichtung durch eine Entladung zu vermindern. Wenn angesichts dessen die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, führt die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung eine Überwachungsoperation mit dem kürzeren Intervall mit einem größeren Stromverbrauch von der Energiespeichereinrichtung im Vergleich zu dem Fall, in dem die Spannung nicht größer wird als der Entladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, durch. Wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, kann die Spannung der Energiespeichereinrichtung sofort vermindert werden, um den Zustand, in dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner ist als der Ladungsspannungsschwellwert, aufzuheben.
(3) Die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, der Stromverbrauch durch das Verkürzen des Intervalls der Überwachungsoperation im Vergleich zu einem Fall, in dem sich der Schalter in dem geschlossenen Zustand befindet, vergrößert wird. Wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, kann die Überwachungsvorrichtung für die Energiespeichereinrichtung die Stromversorgung zu der Last sofort zu Beginn des Betriebs der Last wiederaufnehmen.
(4) Die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass die Überwachungseinheit weiterhin den Stromverbrauch durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht größer wird als ein unterer Spannungsschwellwert, der niedriger ist als der Entladungsspannungsschwellwert, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, vermindert im Vergleich zu einem Fall, in dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung größer ist als der untere Spannungsschwellwert. Die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung kann eine weitere Verminderung der Spannung der Energiespeichereinrichtung in einem beispielhaften Fall, in dem sich der Schalter für eine lange Zeitperiode in dem geöffneten Zustand befindet, unterdrücken.

Eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Jede der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen betrifft ein bevorzugtes, spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen werden numerische Werte, Formen, Materialien, Komponente, Positionen und Verbindungsmodi für die Komponenten sowie Schritte in einem Verfahren, eine Reihenfolge für die Schritte usw. genannt, die jedoch lediglich beispielhaft sind und die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Was die Komponenten der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen betrifft, sind die nicht in unabhängigen Ansprüchen für das übergeordnete Konzept genannten Komponenten als optionale Komponenten zu verstehen. Die beigefügten Zeichnungen sind schematisch und geben die Komponenten nicht exakt wieder.
A. Ausführungsformen
A-1. Konfiguration eines Batteriepacks
1 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Batteriepacks 100 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Der Batteriepack 100 ist an einem beweglichen Körper wie etwa einem Fahrzeug und zum Beispiel einem Hybridfahrzeug (HV), das einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) als eine Antriebsquelle enthält, vorgesehen und funktioniert als eine Batterie für einen Starter 400, der für das Starten des Verbrennungsmotors konfiguriert ist. Der Batteriepack 100 wird durch einen Stromgenerator 200 (wie etwa eine Lichtmaschine) aufgeladen, der konfiguriert ist, um durch den Verbrennungsmotor des beweglichen Körpers angetrieben zu werden (um Strom zu erzeugen). Der Batteriepack 100 versorgt weiterhin eine Last 500 einer elektrischen Komponente oder ähnliches im Fahrzeug mit Strom. Insbesondere umfasst der bewegliche Körper zusätzlich zu dem Batteriepack 100 den Verbrennungsmotor, den Stromgenerator 200, den Starter 400 und die Last 500. Der Batteriepack 100 ist ein Beispiel für die Energiespeichereinrichtung, und der Stromgenerator 200 ist ein Beispiel für die Ladeeinrichtung. Beispiele für den beweglichen Körper sind neben einem Auto auch verschiedene andere bewegliche Objekte wie etwa ein Motorrad, ein motorisiertes Fahrrad und ein Schienenfahrzeug. Die oben genannte Last ist eine in dem beweglichen Körper verbrauchte Stromlast, die durch einen Benutzer wie etwa einen Insassen verwendet wird.
Der Batteriepack 100 enthält eine Sekundärbatterie 112, eine Überwachungsvorrichtung 130, einen Stromsensor 140, einen Temperatursensor 150 und ein Relais 160.
Die Sekundärbatterie 112 ist elektrisch mit dem Stromgenerator 200, dem Starter 400 für das Starten des Verbrennungsmotors und der Last 500 des beweglichen Körpers über das Relais 160 verbunden. Wenn sich das Relais 160 in einem geschlossenen Zustand befindet, ist die Sekundärbatterie 112 zu einem ladefähigen/entladefähigen Zustand versetzt, in dem die Sekundärbatterie 112 Strom zu dem Starter 400 und der Last 500 zuführen kann und der Stromgenerator 200 die Sekundärbatterie 112 aufladen kann. In einem anderen Fall, in dem sich das Relais 160 in einem geöffneten Zustand befindet, ist die Sekundärbatterie 112 zu einem nicht-ladefähigen/nicht-entladefähigen Zustand versetzt, in dem die Sekundärbatterie 112 keinen Strom zu dem Starter 400 und der Last 500 zuführen kann und der Stromgenerator 200 die Sekundärbatterie 112 nicht aufladen kann. Das Relais 160 ist ein Beispiel für den Schalter.
Die Sekundärbatterie 112 enthält eine Vielzahl von Zellen (nicht gezeigt), die in Reihe verbunden sind. Jede der Zellen wird durch eine Lithiumionen-Sekundärbatterie oder ähnliches konfiguriert. Die Sekundärbatterie 112 kann in einem Spannungsbereich zwischen einem vorbestimmten oberen Grenzspannungswert VT1 und einem vorbestimmten unteren Grenzspannungswert VT2 verwendet werden. Die Sekundärbatterie 112 ist ein Beispiel für die Energiespeichereinrichtung.
Der Stromsensor 140 gibt ein Erfassungssignal in Entsprechung zu dem Ladestrom des Stromgenerators 200 zu der Sekundärbatterie 112 oder dem Entladestrom von der Sekundärbatterie 112 zu der Last 500 (nachfolgend gesammelt als „Lade-/Entladestrom” bezeichnet) aus. Der Temperatursensor 150 wird durch einen Thermistor oder ähnliches konfiguriert und gibt ein Erfassungssignal in Entsprechung zu der Temperatur der Sekundärbatterie 112 aus.
Die Überwachungsvorrichtung 130 ist elektrisch mit der Sekundärbatterie 112 über eine Signalleitung verbunden und wird durch eine Stromversorgung von der Sekundärbatterie 112 zu einem betriebsfähigen Zustand versetzt. Die Überwachungsvorrichtung 130 umfasst einen Spannungssensor 122, eine CPU 132, einen Speicher 134 und eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 136.
Der Spannungssensor 122 gibt ein Erfassungssignal in Entsprechung zu einem Anschlussspannungswert V1 der Sekundärbatterie 112 und einer Gesamtspannung V2 der Sekundärbatterie 112 und des Relais 160 aus. Der Speicher 134 wird durch einen RAM, einen ROM oder ähnliches konfiguriert und speichert verschiedene Programme. Die CPU 132 nimmt auf von den Sensoren übertragene Informationen Bezug und steuert den Betrieb der entsprechenden Teile in dem Batteriepack 100 gemäß den aus dem Speicher 134 gelesenen Programmen. Zum Beispiel sendet die CPU 132 ein Öffnungsbefehlssignal an das Relais 160, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen, und sendet ein Schließbefehlssignal, um das Relais 160 zu dem geschlossenen Zustand zu versetzen.
Die CPU 132 erhält den Anschlussspannungswert V1 (oder V2) der Sekundärbatterie 112 in Entsprechung zu dem Erfassungssignal aus dem Spannungssensor 122, erhält die Stromstärke des Lade-/Entladestroms in Entsprechung zu dem Erfassungssignal von dem Stromsensor 140 und erhält die Temperatur der Sekundärbatterie 112 in Entsprechung zu dem Erfassungssignal von dem Temperatursensor 150. Die Überwachungsvorrichtung 130 kann mit einem minimalen Betriebsspannungswert VT4 betrieben werden, der niedriger als der untere Grenzspannungswert VT2 der Sekundärbatterie 112 ist. Die Kommunikationsschnittstelle 136 ist konfiguriert, um mit einer externen Einrichtung wie etwa einer Motorsteuereinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 600 zu kommunizieren. Die CPU 132 ist ein Beispiel für die Überwachungseinheit.
Der Stromgenerator 200 umfasst einen AC/DC-Wandler und einen DC/DC-Wandler (nicht gezeigt) und gibt Strom für das Aufladen des Batteriepacks 100 aus.
A-2. Verarbeitung für das Überwachen der Sekundärbatterie 112
Die Überwachungsvorrichtung 130 führt eine Verarbeitung für das Überwachen der Sekundärbatterie 112 durch, wenn die Sekundärbatterie 112 einen Strom mit einem Spannungswert nicht kleiner als der minimale Betriebsspannungswert VT4 zuführt. 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessfluss für das Überwachen der Sekundärbatterie zeigt. Die Überwachungsverarbeitung wird durchgeführt, um den Zustand der Sekundärbatterie 112 zu überwachen und ein Übergehen der Sekundärbatterie 112 zu einem anormalen Zustand zu unterdrücken. Es soll hier angenommen werden, dass sich das Relais 160 zu Beginn der Überwachungsverarbeitung in dem geschlossenen Zustand befindet.
Die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 bestimmt zu Beginn, ob die Last 500 in Betrieb ist oder nicht (S110). Die CPU 132 empfängt ein Signal, das einen Zustand einer Zündung oder von ähnlichem angibt, von der ECU 600 und bestimmt in Entsprechung zu dem empfangenen Signal, dass die Last 500 in Betrieb ist, wenn die Zündung EIN ist, und dass die Last 500 ausgesetzt ist, wenn die Zündung AUS ist. Der Zustand, in dem die Last 500 in Betrieb ist, kann derart ausgedrückt werden, dass die Last 500 in dem beweglichen Körper mit Strom versorgt wird oder dass der bewegliche Körper aufgrund der Stromversorgung in Betrieb ist. Der Zustand, in dem die Last 500 ausgesetzt ist, kann derart ausgedrückt werden, dass die Last 500 in dem beweglichen Körper nicht mit Strom versorgt wird oder dass der bewegliche Körper ausgesetzt ist, weil die Stromversorgung unterbrochen ist.
Wenn der Batteriepack 100 an einem Start-Stopp-System-Fahrzeug vorgesehen ist, empfängt die CPU 132 von der ECU 600 ein Signal, das einen Zustand der Zündung angibt, und ein Signal, das angibt, ob der Motor in Betrieb ist oder nicht. Die CPU 132 bestimmt in Entsprechung zu den empfangenen Signalen, dass der bewegliche Körper ohne Leerlauf gestoppt ist und also die Last 500 in Betrieb ist, wenn die Zündung EIN ist und der Motor ausgesetzt ist. Die CPU 132 gemäß dieser Ausführungsform bestimmt weiterhin, dass die Last 500 in Betrieb ist, wenn der bewegliche Körper (Fahrzeug) gestoppt ist, weil der bewegliche Körper für eine sofortige Fahrt bereit ist, wie in dem Fall, in dem der bewegliche Körper ohne Leerlauf gestoppt ist.
Mit anderen Worten umfasst der Zustand, in dem die Last 500 in Betrieb ist, die Zustände, in denen der bewegliche Körper wie etwa ein Fahrzeug fährt, mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist. Der Zustand, in dem die Last 500 ausgesetzt ist, gibt einen Zustand an, in dem der bewegliche Körper wie etwa ein Fahrzeug geparkt ist oder für eine lange Zeitdauer geparkt ist.
Die CPU 132 führt eine erste Bezugsoperationsverarbeitung (S120 bis S150) durch, wenn die Last 500 als in Betrieb bestimmt wird (JA in S110), und führt eine erste Niedrigstromverbrauchsverarbeitung (S160 bis S190) durch, wenn die Last 500 als ausgesetzt bestimmt wird und mit anderen Worten gestoppt ist (NEIN in S110).
A-2-1. Erste Bezugsoperationsverarbeitung
Während sich in der ersten Bezugsoperationsverarbeitung das Relais 160 in dem geschlossenen Zustand befindet, ist die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 oder ähnliches konstant aktiviert, verbraucht Strom von der Sekundärbatterie 112 und führt wiederholt die Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 (S130 bis S150) mit einem Bezugszyklus ΔT1 (z. B. mehreren zehn bis mehreren hundert ms) durch. Die erste Bezugsoperationsverarbeitung wird durchgeführt, wenn eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 120 aufgrund eines häufigen Ladens/Entladens der Sekundärbatterie 120, während der Motor oder die Last 500 in Betrieb ist, relativ häufig erforderlich ist. Der Bezugszyklus ΔT1 ist ein Beispiel für das Intervall der Überwachungsoperation.
Insbesondere bestimmt die CPU 132, ob der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (S120). Zu Beginn der Überwachungsverarbeitung bestimmt die CPU 132, ob eine Zeit in Entsprechung zu dem Bezugszyklus ΔT1 seit dem Beginn der Überwachungsverarbeitung abgelaufen ist.
Die CPU 132 geht in einen Bereitschaftszustand, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation nicht abgelaufen ist (NEIN in S120), und führt eine Überwachungsoperation durch, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (JA in S120). Insbesondere erhält die CPU 132 den Anschlussspannungswert V, die Stromstärke des Lade-/Entladestroms und die Temperatur der Sekundärbatterie 112 (S130) und bestimmt, ob sich die Sekundärbatterie 112 in einem anormalen Zustand befindet oder nicht, in Entsprechung zu den erhaltenen Ergebnissen (S140).
Die CPU 132 gemäß dieser Ausführungsform bestimmt, ob sich die Sekundärbatterie 112 in einem anormalen Zustand eines Überentladungszustands, eines Überladungszustands, eines übermäßigen Stromzustands oder eines anormalen Temperaturzustands befindet oder nicht. In dem Überentladungszustand ist der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht größer als der untere Grenzspannungswert VT2. In dem Überladungszustand ist der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht kleiner als der obere Grenzspannungswert VT1. In dem übermäßigen Stromzustand ist die Stromstärke des Lade-/Entladestroms der Sekundärbatterie 112 pro Einheitszeit nicht kleiner als ein definierter Pegel. In dem anormalen Temperaturzustand ist die Temperatur der Sekundärbatterie 112 nicht kleiner als ein definierter Pegel. Der untere Grenzspannungswert VT2 ist ein Beispiel für den Entladungsspannungsschwellwert, und der obere Grenzspannungswert VT1 ist ein Beispiel für den Ladungsspannungsschwellwert.
Wenn die CPU 132 bestimmt, dass sich die sekundäre Batterie 112 in einem anormalen Zustand befindet (JA in S140), versetzt die CPU 132 das Relais 160 von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand (S150). Dadurch wird die Sekundärbatterie 112 in den nicht-ladefähigen/nicht-entladefähigen Zustand versetzt, um eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 aufgrund einer Entladung zu dem Starter 400 oder der Last 500 zu verhindern. Mit anderen Worten wird dadurch verhindert, dass die Sekundärbatterie 112 zu einem anormalen Zustand übergeht oder sich der anormale Zustand verschlechtert, um die Sekundärbatterie 112 zu schützen. Die Sekundärbatterie 112 kann jedoch die Überwachungsvorrichtung 130 mit Strom versorgen, um eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 zu veranlassen. Die CPU 132 versetzt das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand, wobei der Prozessfluss dann zu dem Schritt S110 zurückkehrt.
In einem anderen Fall, in dem die CPU 132 bestimmt, dass sich die Sekundärbatterie 112 nicht in einem anormalen Zustand befindet (NEIN in S140), hält die CPU 132 das Relais 160 in dem geschlossenen Zustand und kehrt der Prozessfluss zu Schritt S110 zurück. Die erste Bezugsoperationsverarbeitung umfasst eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 mit dem Bezugszyklus ΔT1 unabhängig davon, ob sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand oder in dem geschlossenen Zustand befindet. Auch wenn sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, kann das Aufladen der Sekundärbatterie 112 sofort gestartet werden, um ein Stromquellensystem des Fahrzeugs zu einem normalen Zustand zurückzuversetzen, wenn eine hohe Ausgabe von dem Stromgenerator 200 vorliegt. Wie oben beschrieben, wird in Schritt S110 die Last 500 in den Fällen, in den der bewegliche Körper ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist, als in Betrieb bestimmt (JA in S110). Deshalb wird in diesem Fall die Bezugsoperationsverarbeitung durchgeführt. Während der bewegliche Körper ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist, ist der Motor ausgesetzt, wobei jedoch ein Fahrer im Fahrersitz eine Überladung der Sekundärbatterie 112 feststellen und eine Ladearbeit relativ kurzfristig durchführen kann.
A-2-2. Erste Niederstromverbrauchsverarbeitung
Während sich in der ersten Niederstromverbrauchsverarbeitung das Relais 160 in dem geschlossenen Zustand befindet, wird die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 vorübergehend aus einem gestoppten Zustand aktiviert und verbraucht Strom von der Sekundärbatterie 112, um wiederholt eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 (S170 bis S190) mit einem ersten Niederstromzyklus ΔT2 (> ΔT1, z. B. mehrere zehn s), der länger als der Bezugszyklus ΔT1 ist, durchzuführen. Die erste Niederstromverbrauchsverarbeitung wird durchgeführt, wenn eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 relativ weniger häufig erforderlich ist, weil die Sekundärbatterie 112 eine Entladungsstromstärke aufweist, die sich einer Dunkelstromgröße in einem Fall, in dem die Last 500 ausgesetzt ist und das Fahrzeug geparkt ist, wie weiter unten beschrieben, annähert. Mit anderen Worten verlängert die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu unterdrücken. Der erste Niederstromzyklus ΔT2 ist ein Beispiel für das Intervall der Überwachungsoperation.
Insbesondere bestimmt die CPU 132, ob der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (S160). Am Beginn der Überwachungsverarbeitung bestimmt die CPU 132, ob eine Zeit in Entsprechung zu dem ersten Niederstromzyklus ΔT2 seit dem Start der Überwachungsverarbeitung abgelaufen ist oder nicht.
Die CPU 132 geht in einen Bereitschaftszustand, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation nicht abgelaufen ist (NEIN in S160), und führt eine Überwachungsoperation durch, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (JA in S160). Insbesondere erhält die CPU 132 den Anschlussspannungswert V, die Stromstärke des Lade-/Entladestroms und die Temperatur der Sekundärbatterie 112 (S170) und bestimmt in Entsprechung zu den erhaltenen Ergebnissen, ob sich die Sekundärbatterie 112 in einem anormalen Zustand befindet oder nicht. Der anormale Zustand ist demjenigen der Verarbeitung in Schritt S140 ähnlich. Beispiele für den anormalen Zustand müssen in jedem Fall den Überentladungszustand enthalten, während sich die restlichen Beispiele von denjenigen in der Verarbeitung von Schritt S140 unterscheiden können.
Wenn die CPU 132 bestimmt, dass sich die Sekundärbatterie 112 nicht in einem anormalen Zustand befindet (NEIN in S180), hält die CPU 132 das Relais 160 in dem geschlossenen Zustand und kehrt der Prozessfluss zu Schritt S110 zurück. In einem anderen Fall, in dem die CPU 132 bestimmt, dass sich die Sekundärbatterie 112 in einem anormalen Zustand befindet (JA in S180), versetzt die CPU 132 das Relais 160 von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand (S190) und führt die in 3 gezeigte Verarbeitung im geöffneten Zustand durch (S200).
A-2-3. Verarbeitung im geöffneten Zustand
Die Verarbeitung im geöffneten Zustand betrifft eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112, während sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet. Die CPU 132 bestimmt, ob sich die Sekundärbatterie 112 in dem Überentladungszustand befindet oder nicht (S320) In der Verarbeitung von Schritt S320 kann die CPU 132 alternativ bestimmen, ob der in der Verarbeitung von Schritt S180 in 2 bestimmte anormale Zustand dem Überentladungszustand entspricht oder nicht. In einem Fall, in dem sich die Sekundärbatterie 112 in einem anormalen Zustand wie etwa dem Überladungszustand und nicht in dem Überentladungszustand befindet, bestimmt die CPU 132, dass sich die Sekundärbatterie 112 nicht in dem Überentladungszustand befindet (NEIN in S320) und führt eine zweite Bezugsoperationsverarbeitung durch (S380 bis S410). In einem anderen Fall, in dem sich die Sekundärbatterie 112 in dem Überentladungszustand befindet, bestimmt die CPU 132, dass sich die Sekundärbatterie 112 in dem Überentladungszustand befindet (JA in S320) und führt eine zweite Niederstromverbrauchsoperationsverarbeitung durch (S330 bis S350 und S410).
A-2-4. Zweite Bezugsoperationsverarbeitung
Während sich in der zweiten Bezugsoperationsverarbeitung das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, ist die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 oder ähnliches konstant aktiviert, verbraucht Strom von der Sekundärbatterie 112 und führt wiederholt die Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 (S390 bis S410) mit dem Bezugszyklus ΔT1 durch. Insbesondere bestimmt die CPU 132, ob der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation (einschließlich von S130 bis S150 und S170 bis S190) abgelaufen ist oder nicht (S380). Die CPU 132 geht zu einem Bereitschaftszustand über, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation nicht abgelaufen ist (NEIN in S380), und führt eine Überwachungsoperation durch, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Bezugszyklus ΔT1 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (JA in S380). Insbesondere erhält die CPU 132 den Anschlussspannungswert V, die Stromstärke des Lade-/Entladestroms und die Temperatur der Sekundärbatterie 112 (S390) und bestimmt, ob der anormale Zustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben ist, in Entsprechung zu den erhaltenen Ergebnissen, d. h. mit anderen Worten in Entsprechung dazu, ob sich die Sekundärbatterie 112 in einem normalen Zustand im Unterschied zu den oben beschriebenen Beispielen des anormalen Zustands befindet (S400). In dieser Ausführungsform bestimmt die CPU 132, dass der Überladungszustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben ist, wenn die Sekundärbatterie 112 keine Spannung, die kleiner als die aktuelle Spannung der Sekundärbatterie 112 ist, empfängt und die Anschlussspannung der Sekundärbatterie 112 nicht größer als eine Ladungswiederherstellungsspannung (größer als der untere Grenzspannungswert VT2) wird, der kleiner als der obere Grenzspannungswert VT1 ist. Diese Bedingung ist ein Beispiel für die vorbestimmte Ladungswiederherstellungsbedingung.
Wenn die CPU 132 bestimmt, dass der anormale Zustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben ist (JA in S400), versetzt die CPU 132 das Relais 160 von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand (S410). Der Prozessfluss kehrt dann zu dem Schritt S110 von 2 zurück. In einem anderen Fall, in dem die CPU 132 bestimmt, dass der anormale Zustand der Sekundärbatterie 112 nicht aufgehoben ist (NEIN in S400), hält die CPU 132 das Relais 160 in dem geöffneten Zustand und kehrt der Prozessfluss zu dem Schritt S320 zurück.
Durch die Ausführung der zweiten Bezugsoperationsverarbeitung werden die folgenden Effekte erzielt. Wie oben beschrieben, wird die Sekundärbatterie 112 in den nicht-ladefähigen/nicht-entladefähigen Zustand versetzt, wenn sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet. Die Sekundärbatterie 112 versorgt den Starter 400 des Motors oder die Last 500 auch dann nicht mit Strom, wenn die Zündung zu EIN geschaltet ist. In diesem Fall wird weder der Starter 400 noch die Last 500 aktiviert. Es soll hier angenommen werden, dass die Überwachungsoperation mit einem relativ langen Operationszyklus ausgeführt wird, wenn sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet. Und obwohl die Sekundärbatterie 112 zu dem normalen Zustand übergeht, braucht es Zeit, bis das Relais 160 zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird.
Im Gegensatz dazu umfasst die zweite Bezugsoperationsverarbeitung eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 mit einem relativ kurzen Betriebszyklus. Wenn die Sekundärbatterie 112 zu dem normalen Zustand übergeht, kehrt das Relais 160 schnell zu dem geschlossenen Zustand zurück, um die Sekundärbatterie 112 zu dem ladefähigen/entladefähigen Zustand zu überführen. Die Sekundärbatterie 112 kann also schnell auf einen Befehl zum Aktivieren des Starters 400 und der Last 500 reagieren, indem die Zündung oder ähnliches EIN geschaltet wird. Wenn sich die Sekundärbatterie 112 in dem Überladungszustand oder ähnlichem befindet, während sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, erzielt eine Ausführung der Überwachungsoperation mit dem relativ kurzen Bezugszyklus ΔT1 eine schnelle Reaktion auf einen Befehl zum Aktivieren des Starters 400 und der Last 500. Ein kürzerer Operationszyklus erfordert einen größeren Stromverbrauch durch die Überwachungsvorrichtung 130, sodass sich dementsprechend der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 vermindert. Wenn sich jedoch die Sekundärbatterie 112 insbesondere in dem Überladungszustand befindet, führt ein kürzerer Operationszyklus zu einer früheren Aufhebung des Überladungszustands. Deshalb verkürzt die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu vergrößern.
A-2-5. Zweite Niederstromverbrauchverarbeitung
Während sich in der zweiten Niederstromverbrauchverarbeitung das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, wird die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 vorübergehend aus dem gestoppten Zustand aktiviert und verbraucht Strom von der Sekundärbatterie 112 für das wiederholte Ausführen der Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 (S340 bis S350 und S410) mit dem ersten Niederstromzyklus ΔT2, der länger als der Bezugszyklus ΔT1 ist. Insbesondere bestimmt die CPU 132, ob der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation (einschließlich von S130 bis S150 und S170 bis S190) abgelaufen ist oder nicht (S330).
Die CPU 132 geht zu einem Bereitschaftszustand über, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation nicht abgelaufen ist (NEIN in S330) und führt eine Überwachungsoperation durch, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der erste Niederstromzyklus ΔT2 seit der Ausführung der letzten Überwachungsoperation abgelaufen ist (JA in S330). Insbesondere erhält die CPU 132 den Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 (S340) und bestimmt, ob der Überentladungszustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben wurde, in Entsprechung zu dem erhaltenen Ergebnis (S350). Die CPU 132 gemäß dieser Ausführungsform bestimmt, dass der Überentladungszustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben ist, wenn die Sekundärbatterie 112 eine Spannung, die nicht kleiner als eine vorbestimmte Spannung ist, empfängt oder die Anschlussspannung der Sekundärbatterie 112 nicht kleiner als eine Entladungswiederherstellungsspannung (kleiner als der obere Grenzspannungswert VT1), die größer als der untere Grenzspannungswert VT2 ist, wird. Diese Bedingung ist ein Beispiel für die vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung.
Eine Ausführung der zweiten Niederstromverbrauchsoperationsverarbeitung erzielt die folgenden Effekte. Wie weiter oben beschrieben, geht die Sekundärbatterie 112 zu dem nicht-ladefähigen/nicht-entladefähigen Zustand über, wenn sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet. Dadurch wird eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 aufgrund einer Entladung zu dem Starter 400 und der Last 500 verhindert. Jedoch verbraucht die Überwachungsvorrichtung 130 Strom, wodurch der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 vermindert wird und weiterhin der Überentladungszustand verschlechtert wird. Im Gegensatz dazu umfasst die zweite Niederstromverbrauchsverarbeitung eine Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 mit einem Operationszyklus, der länger als derjenige der zweiten Bezugsoperationsverarbeitung ist. Dadurch wird eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 aufgrund des Stromverbrauchs durch die Überwachungsvorrichtung 130 verhindert. Wenn also mit anderen Worten der Überentladungszustand das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand versetzt, wird dem Schutz der Sekundärbatterie 112 vor einer Überentladung eine höhere Priorität eingeräumt als einer schnellen Reaktion auf einen Befehl zum Aktivieren des Starters 400 und der Last 500, wodurch ein Übergehen der Überwachungsvorrichtung 130 in einen betriebsunfähigen Zustand und ein Übergehen der Sekundärbatterie 112 in einen nicht-wiederverwendbaren Zustand, was durch das Fallen des Anschlussspannungswerts V der Sekundärbatterie 112 unter den minimalen Betriebsspannungswert VT4 der Überwachungsvorrichtung 130 verursacht würde, verhindert werden.
Wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Überentladungszustand der Sekundärbatterie 112 aufgehoben ist (JA in S350), versetzt die CPU 132 das Relais 160 von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand (S410) und kehrt der Prozessfluss dann zu dem Schritt S110 von 2 zurück. In einem anderen Fall, in dem die CPU 132 bestimmt, dass der Überentladungszustand der Sekundärbatterie 112 nicht aufgehoben ist (NEIN in S350), hält die CPU 132 das Relais 160 in dem geöffneten Zustand und bestimmt, ob der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht größer als ein unterer Spannungsschwellwert VT3 ist, in Entsprechung zu dem in Schritt S340 erhaltenen Ergebnis (S360). Der untere Spannungsschwellwert VT3 ist kleiner als der untere Grenzspannungswert VT2 und größer als der minimale Betriebsspannungswert VT4.
Wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 größer als der niedrige Spannungsschwellwert VT3 ist (NEIN in S360), ist es noch weniger wahrscheinlich, dass der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 größer als der minimale Betriebsspannungswert VT4 wird. In diesem Fall kehrt der Prozessfluss zu Schritt S320 zurück, wobei der Betriebszyklus bei dem ersten Niederstromzyklus ΔT2 gehalten wird. Wenn dagegen die CPU 132 bestimmt, dass der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht größer als der niedrige Spannungsschwellwert VT3 ist (JA in S360), ist es sehr wahrscheinlich, dass der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht größer als der minimale Betriebsspannungswert VT4 wird. In diesem Fall kehrt der Prozessfluss zu dem Schritt S320 zurück, wobei der Betriebszyklus von dem ersten Niederstromzyklus ΔT2 zu einem zweiten Niederstromzyklus ΔT3 wechselt. Mit anderen Worten verlängert die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu unterdrücken. Die Operation zum Überwachen der Sekundärbatterie 112 wird danach mit einem längeren Betriebszyklus durchgeführt, um effektiver eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 aufgrund des Stromverbrauchs der Überwachungsvorrichtung 130 zu verhindern.
A-3. Vorteile der vorliegenden Erfindung
Wenn die Last 500 in Betrieb ist (d. h. der bewegliche Körper wie etwa ein Fahrzeug fährt, mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist), während sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, ist eine sofortige Wiederaufnahme der Stromversorgung zu der Last 500 erforderlich. Wenn das Fahrzeug fährt oder mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, ist der Stromgenerator 200 wie etwa eine Lichtmaschine in Betrieb. Eine sofortige Wiederaufnahme des Relais 160 ist wünschenswert, wenn die Sekundärbatterie zu dem ladefähigen Zustand zurückkehrt, um eine Steuerunfähigkeit des Fahrzeugs aufgrund eines Stromversorgungsverlusts zu vermeiden. Wenn dagegen das Fahrzeug ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist, ist der Stromgenerator 200 wie etwa eine Lichtmaschine ausgesetzt, wobei jedoch ein Insasse in das Fahrzeug einsteigt und die Überentladung feststellen und einen Ladevorgang durchführen (oder einen Ladevorgang innerhalb von einigen Stunden durchführen) kann. Die Überwachungsvorrichtung 130 wird in diesem Fall nicht bis zu einem betriebsunfähigen Zustand entladen.
Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last 500 in Betrieb ist, ist es nicht erforderlich, die Stromversorgung zu der ausgesetzten Last 500 sofort wiederaufzunehmen (d. h. der bewegliche Körper wie etwa ein Fahrzeug ist geparkt oder ist für eine längere Zeitdauer geparkt). In dem beispielhaften Fall, in dem das Fahrzeug geparkt ist, befindet sich das Fahrzeug an einem sicheren Ort wie etwa einem Parkplatz. Es besteht also kein Bedarf, das Relais 160 unmittelbar nach dem Öffnen des Relais 160 wiederherzustellen, vielmehr sollte das Relais 160 bei einem möglichst niedrigen Stromverbrauch gehalten werden. Wenn dagegen das Fahrzeug für eine lange Zeitdauer geparkt wird, wird das Fahrzeug für eine lange Zeitdauer nicht verwendet und sollte möglichst lange hinausgezögert werden, dass die Sekundärbatterie 112 eine nicht wiederverwendbare niedrige Spannung erreicht. Ein derartiger Zustand, in dem das Fahrzeug für eine lange Zeitdauer nicht verwendet werden kann, kann dadurch erfasst werden, dass die Spannung der Sekundärbatterie 112 niedriger als ein vorbestimmter Pegel wird, nachdem das Relais 160 geöffnet wurde.
Wenn also die Last 500 ausgesetzt ist, während sich das Relais 160 in einem geöffneten Zustand befindet, wird eine Überwachungsoperation gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem längeren Intervall und einem geringeren Stromverbrauch von der Sekundärbatterie 112 pro Einheitszeit im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last 500 in Betrieb ist, durchgeführt.
Insbesondere wird die zweite Niederstromverbrauchsverarbeitung (S330 bis S350 und S410) in der Verarbeitung in dem geöffneten Zustand von 3 mit einem längeren Intervall und mit einem geringeren Stromverbrauch von der Sekundärbatterie 112 pro Einheitszeit durchgeführt im Vergleich zu der ersten Bezugsoperationsverarbeitung (S120 bis S150), die durchgeführt wird, nachdem das Relais 160 in Schritt S150 von 2 zu dem geöffneten Zustand kommt. Mit anderen Worten verlängert die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu unterdrücken. Während sich das Relais 160 in dem geöffneten Zustand befindet, wird eine verzögerte Wiederaufnahme der Stromversorgung zu der Last 500 unterdrückt, wenn sich die Last 500 in Betrieb befindet und die Sekundärbatterie 112 nicht zu dem Überentladungszustand übergeht, und wird weiterhin eine Verminderung der Spannung der Sekundärbatterie 112 unterdrückt, indem das Intervall der Überwachungsoperation verlängert wird, während die Last 500 ausgesetzt ist und eine Wiederaufnahme der Stromversorgung zu der Last 500 relativ weniger erforderlich ist.
Wenn die Sekundärbatterie 112 zu dem Überladungszustand übergeht, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen, sollte die Spannung der Sekundärbatterie 112 durch eine Entladung vermindert werden. Die Sekundärbatterie 112 in dem Überladungszustand sollte entladen werden, um möglichst schnell zu einem normalen Spannungsbereich zurückzukehren. Wenn also die Sekundärbatterie 112 zu dem Überladungszustand übergeht, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen (NEIN in S320 von 3), während die Last 500 ausgesetzt ist, wird eine Überwachungsoperation gemäß dieser Ausführungsform mit einem kürzeren Intervall und einem größeren Stromverbrauch von der Sekundärbatterie 112 pro Einheitszeit durchgeführt im Vergleich zu einem Fall, in dem die Sekundärbatterie 112 zu einem Überentladungszustand übergeht, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen (JA in S320). Mit anderen Worten verkürzt die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu vergrößern. Dadurch wird, wenn die Sekundärbatterie 112 zu dem Überladungszustand übergeht, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen, während die Last 500 ausgesetzt ist, eine schnellere Aufhebung des überladenen Zustands der Sekundärbatterie 112 durch das Vermindern der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 im Vergleich zu einem Fall, in dem das Intervall der Überwachungsoperation gleich wie in dem Überladungszustand der Sekundärbatterie 112 gesetzt ist, erzielt.
Wenn gemäß dieser Ausführungsform die Sekundärbatterie 112 zu einem Überladungszustand übergeht, um das Relais 160 zu dem geöffneten Zustand zu versetzen, während die Last 500 ausgesetzt ist, ist das Intervall der Überwachungsoperation (siehe S380 bis S410 in 3) kürzer als das Intervall der Überwachungsoperation (siehe S160 bis S190 in 2) in dem geschlossenen Zustand des Relais 160. Mit anderen Worten verkürzt die CPU 132 der Überwachungsvorrichtung 130 das Intervall der Überwachungsoperation, um den Stromverbrauch zu vergrößern. Die Stromversorgung zu der Last 500 kann also schneller am Beginn der Überwachungsoperation wiederaufgenommen werden im Vergleich zu einem Fall, in dem das Intervall der Überwachungsoperation mit dem Relais 160, das aufgrund des Überladungszustands der Sekundärbatterie 112 zu dem geöffneten Zustand versetzt wird, nicht kleiner als das Intervall der Überwachungsoperation mit dem Relais 160 in dem geschlossenen Zustand ist.
B. Modifikationsbeispiele
Die in dieser Anmeldung angegebene Technik ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, die auf verschiedene Weise wie in den folgenden Beispielen modifiziert werden kann, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Die Überwachungsvorrichtung 130 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die einzelne CPU 132. Die Überwachungsvorrichtung 130 ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt und kann auch eine Vielzahl von CPUs und/oder einen Schaltungsaufbau mit etwa einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) enthalten.
Der Batteriepack 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform enthält eine einzelne Überwachungsvorrichtung 130. Der Batteriepack 100 kann jedoch alternativ dazu auch eine Vielzahl von Überwachungsvorrichtungen 130 enthalten.
Die Last ist nicht notwendigerweise an einer elektrischen Komponente vorgesehen, sondern kann auch an einem Motor für das Antreiben eines Elektrofahrzeugs (EV), einem elektrischen Instrument oder eine Antriebsquelle (z. B. einem Motor) einer industriellen Maschine vorgesehen sein. Die Ladeeinrichtung ist nicht auf eine Lichtmaschine beschränkt, sondern kann an einer Ladestation außerhalb des Fahrzeugs installiert sein.
Das Relais 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein Schalter, der nicht auf einen mechanischen Typ beschränkt ist, sondern auch ein Halbleiterschalter oder ähnliches sein kann. Der Schalter ist nicht notwendigerweise in dem Batteriepack 100 integriert, sondern kann alternativ dazu auch außerhalb des Batteriepacks 100 vorgesehen sein. Der Schalter kann alternativ dazu auch durch eine Vielzahl von parallel verbundenen Relais konfiguriert werden.
Die Energiespeichereinrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie. Die Energiespeichereinrichtung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann auch eine andere Sekundärbatterie, eine Primärbatterie oder ein Kondensator sein. Die Energiespeichereinrichtung ist nicht auf eine montierte Batterie mit einer Vielzahl von Zellen beschränkt, sondern kann auch eine Batterie mit einer einzelnen Zelle sein.
Die Beispiele für den in dem Schritt S140 von 2 bestimmten anormalen Zustand umfassen in jedem Fall den Überentladungszustand. Zusätzlich zu dem Überentladungszustand kann der anormale Zustand auch einen übermäßigen Stromzustand, einen anormalen Temperaturzustand, einen anormalen Zustand des Innenwiderstands, eine Leerlaufspannung, einen Ladezustand oder ähnliches der Energiespeichereinrichtung umfassen. Die Verarbeitung in Schritt S140 kann alternativ dazu auch das Bestimmen, ob die Sekundärbatterie 112 möglicherweise dazu einem anormalen Zustand übergeht oder nicht, umfassen. Zum Beispiel kann die CPU 132 alternativ dazu bestimmen, ob der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 größer ist oder nicht als der Entladungsspannungsschwellwert, der etwas höher als der untere Grenzspannungswert VT2 ist. Die CPU 132 kann alternativ dazu bestimmen, ob der Anschlussspannungswert V der Sekundärbatterie 112 nicht kleiner als der Ladungsspannungsschwellwert ist, der etwas niedriger als der obere Grenzspannungswert VT1 ist.
In der Verarbeitung in dem geöffneten Zustand kann die CPU 132 alternativ dazu die Verarbeitung in Schritt S320 überspringen und die zweite Niederstromverbrauchsverarbeitung (S330 bis S350 und S410) unabhängig von dem Typ des anormalen Zustands durchführen. In der Verarbeitung in dem geöffneten Zustand kann der Prozessfluss der CPU 132 zu dem Schritt S320 zurückkehren, indem er die Verarbeitung in den Schritten S360 und S370 überspringt, wenn die CPU 132 bestimmt, dass der Überentladungszustand nicht aufgehoben ist (NEIN in S350).
In der Verarbeitung in dem geöffneten Zustand kann die CPU 132 die zweite Niederstromverbrauchoperationsverarbeitung auch dann durchführen, wenn sich die Sekundärbatterie 112 in dem übermäßigen Stromzustand, dem anormalen Temperaturzustand oder ähnlichem zusätzlich zu dem Überentladungszustand befindet. Wenn das Fahrzeug geparkt ist oder für eine lange Zeitdauer geparkt ist, befindet sich das Fahrzeug an einem sicheren Ort wie etwa einem Parkplatz oder wird für eine lange Zeitdauer nicht verwendet. Es ist deshalb keine sofortige Wiederherstellung nach dem Öffnen des Relais 160 erforderlich, wobei die Sekundärbatterie 112 das Erreichen einer betriebsunfähigen niedrigen Spannung möglichst lange hinauszögern sollte.
Die erste Bezugsoperationsverarbeitung und die zweite Bezugsoperationsverarbeitung können sich hinsichtlich des Zyklus der Überwachungsoperation und des Stromverbrauchspegels unterscheiden. Weiterhin können sich die erste Niederstromverbrauchsoperationsverarbeitung und die zweite Niederstromverbrauchsoperationsverarbeitung hinsichtlich des Zyklus der Überwachungsoperation und des Stromverbrauchspegels unterscheiden.
Die Last 500 kann als ausgesetzt definiert werden, wenn der bewegliche Körper wie etwa ein Fahrzeug ohne Leerlauf gestoppt ist oder gestoppt ist. Insbesondere kann die Last 500 als in Betrieb befindlich angenommen werden, wenn der bewegliche Körper fährt oder mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, und kann die Last 500 als ausgesetzt angenommen werden, wenn der bewegliche Körper ohne Leerlauf gestoppt ist, gestoppt ist, geparkt ist oder für eine lange Zeitdauer geparkt ist.
Die CPU 132 kann alternativ dazu konfiguriert sein, um eine Überwachungsoperation mit einem längeren Intervall (dem ersten Niederstromzyklus ΔTs oder dem zweiten Niederstromzyklus ΔT3) durchzuführen, wenn der bewegliche Körper für eine längere Zeitdauer geparkt ist. Mit anderen Worten kann die CPU 132 konfiguriert sein, um eine Überwachungsoperation mit einem längeren Zyklus, wenn der bewegliche Körper für eine lange Zeitdauer geparkt ist, durchzuführen im Vergleich zu einem Fall, in dem der bewegliche Körper für eine kurze Zeitdauer geparkt ist.

Die folgende Tabelle 1 gibt zusammenfassend die Beziehungen zwischen den oben beschriebenen Spannungswerten und den Intervallen der Überwachungsoperation wieder. In dieser Tabelle gibt VT1 den vorbestimmten oberen Grenzspannungswert an, gibt VT2 den vorbestimmten unteren Grenzspannungswert an, gibt VT4 den minimalen Betriebsspannungswert, mit dem die Überwachungsvorrichtung 130 betriebsfähig ist, an und gibt VT3 den unteren Spannungsschwellwert, der niedriger als VT2 und höher als VT4 ist, an. Diese Werte erfüllen also die Beziehung VT1 > VT2 > VT3 > VT4. Weiterhin gibt ΔT1 den Bezugszyklus an, gibt ΔT2 den ersten Niederstromzyklus an und gibt ΔT3 den zweiten Niederstromzyklus an. Diese Werte erfüllen die Beziehung ΔT1 < ΔT2 < ΔT3. [Tabelle 1]

Ladezustand	Anschlussspannungswert V	Intervall der Überwachungsoperation	Anmerkungen
in Betrieb	Keine Bedingung für V	ΔT1
ausgesetzt	V ≥ VT1	ΔT1	Überladungszustand
	VT1 > V > VT2	ΔT2	Ladungs- oder Entladungswiederherstellungsbedingung
	VT2 ≥ V ≥ VT3	ΔT2	Überentladungszustand
	VT3 ≥ V > VT4	ΔT3	Überentladungszustand

Das Intervall der Überwachungsoperation kann auf ΔT2 gesetzt werden, wenn V = VT1 hergestellt wird, oder das Intervall kann auf ΔT2 gesetzt werden, wenn V = VT3 hergestellt wird. Die Tabelle 1 gibt keinen Fall an, in dem V nicht größer als VT4 ist, weil die Überwachungsvorrichtung 130 in diesem Bereich betriebsunfähig ist.
Bezugszeichenliste

100: Batteriepack
112: Sekundärbatterie
122: Spannungssensor
130: Überwachungsvorrichtung
132: CPU
134: Speicher
136: Kommunikationsschnittstelle
140: Stromsensor
150: Temperatursensor
160: Relais
200: Stromgenerator
400: Starter
500: Last
600: ECU
ΔT1: Bezugszyklus
ΔT2: erster Niederstromzyklus
ΔT3: zweiter Niederstromzyklus
V: Anschlussspannungswert
VT1: oberer Grenzspannungswert
VT2: unterer Grenzspannungswert
VT3: unterer Spannungsschwellwert
VT4: minimaler Betriebsspannungswert

Claims

Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung, die an einem beweglichen Körper vorgesehen ist und elektrisch mit einer Last des beweglichen Körpers über einen Schalter verbunden ist, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine Überwachungseinheit, die mit Strom von der Energiespeichereinrichtung versorgt wird, wobei die Überwachungseinheit: eine Überwachungsoperation durchführt, in welcher der Schalter von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand versetzt wird, wenn die Energiespeichereinrichtung eine Spannung nicht größer als ein Entladungsspannungsschwellwert aufweist, und der Schalter von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand versetzt wird, wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet und die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und den Stromverbrauch durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last in Betrieb ist, vermindert.
Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Energiespeichereinrichtung weiterhin elektrisch über den Schalter mit einer Ladeeinrichtung, die für das Erzeugen von Strom mit einem Verbrennungsmotor des beweglichen Körpers konfiguriert ist, verbunden ist, wobei die Überwachungsoperation weiterhin das Versetzen des Schalters von dem geschlossenen Zustand zu dem geöffneten Zustand, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als ein Ladungsspannungsschwellwert, der größer als der Entladungsspannungsschwellwert ist, und das Versetzen des Schalters von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand, wenn die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Ladewiederherstellungsbedingung erfüllt und sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, umfasst, und die Überwachungseinheit: den Stromverbrauch durch das Verkürzen des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, vergrößert im Vergleich zu einem Fall, in dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht größer als der Entladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand wird.
Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung nach Anspruch 2, wobei: wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht kleiner wird als der Ladungsspannungsschwellwert für das Versetzen des Schalters zu dem geöffneten Zustand, während die Last ausgesetzt ist, der Stromverbrauch durch das Verkürzen des Intervalls der Überwachungsoperation im Vergleich zu einem Fall, in dem sich der Schalter in dem geschlossenen Zustand befindet, vergrößert wird.
Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Überwachungseinheit weiterhin: den Stromverbrauch durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung nicht größer wird als ein unterer Spannungsschwellwert, der niedriger ist als der Entladungsspannungsschwellwert, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, vermindert im Vergleich zu einem Fall, in dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung größer als der untere Spannungsschwellwert ist.
Energiespeichervorrichtung, die umfasst: eine Energiespeichereinrichtung, und die Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 5, die weiterhin umfasst: einen Schalter, der zwischen der Last des beweglichen Körpers und der Energiespeichereinrichtung angeordnet ist.
Verfahren zum Überwachen einer Energiespeichereinrichtung, die an einem beweglichen Körper vorgesehen ist und elektrisch mit einer Last des beweglichen Körpers über einen Schalter verbunden ist, wobei das Verfahren durch eine Überwachungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung ausgeführt wird und umfasst: Ausführen einer Überwachungsoperation zum Versetzen des Schalters von einem geschlossenen Zustand zu einem geöffneten Zustand, wenn die Energiespeichereinrichtung eine Spannung von nicht mehr als einem Entladungsspannungsschwellwert aufweist, und zum Versetzen des Schalters von dem geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand, wenn sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet und die Energiespeichereinrichtung eine vorbestimmte Entladungswiederherstellungsbedingung erfüllt, und Vermindern des Stromverbrauchs durch das Verlängern des Intervalls der Überwachungsoperation, wenn die Last ausgesetzt ist, während sich der Schalter in dem geöffneten Zustand befindet, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Last in Betrieb ist.