JP2001085071A - 組電池の温度検出装置および温度検出方法 - Google Patents
組電池の温度検出装置および温度検出方法Info
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Abstract
正確に検出する。 【解決手段】 各ブロック電圧・電流測定装置32によ
り所定時間に亘って各電池モジュール1−nの端子間電
圧V1−nと組電池22を流れる電流Iとを測定し、測
定結果を用いて各ブロック内部抵抗SOC演算装置34
で各電池モジュール1−nの内部抵抗R1−nと残存容
量SOCとを演算する。電池温度推定演算装置36で内
部抵抗R1−nと残存容量SOCとを特性マップに適用
して各電池モジュール1−nの温度を推定する。一方、
温度センサ24により検出される電池モジュール1の温
度と推定された温度とを比較し、等しくないときには、
検出した温度に基づいて各ブロック内部抵抗SOC演算
装置34で演算された各内部抵抗R1−nを補正し、補
正後の内部抵抗を用いて改めて各電池モジュール1−n
の温度を推定する。
Description
装置および温度検出方法に関し、詳しくは、少なくとも
一つの電池を有する電池モジュールを複数直列または並
列に接続してなる組電池の該複数の電池モジュールの各
々の温度を検出する温度検出装置および温度検出方法に
関する。
しては、電池の端子間の電圧と電池に流れる電流とに基
づいて電池の温度を推定するものが提案されている(例
えば、特開平11−162526号公報など)。この装
置では、電圧と電流とから電池の内部抵抗を演算し、演
算した内部抵抗と電池の温度との関係から温度を推定し
ている。なお、この装置では、電池の内部抵抗と電池の
温度との関係は実験などにより予め求められており、演
算された電池の内部抵抗に対応する温度を導出するもの
としている。
た温度検出装置では、電池の温度が正確に検出できない
場合がある。電池は使用態様によって劣化の程度や劣化
以外の要因により電池の内部抵抗と電池の温度との関係
がズレる場合がある。このように内部抵抗と温度との関
係がズレたときには、電池の温度は内部抵抗から推定さ
れた温度と異なるものとなってしまう。
出する手法もあるが、電池を複数接続してなる組電池の
場合、電池の数だけの温度センサが必要になると共に制
御コンピュータの回路規模も大きくなり、コストの増加
を招いてしまう。
検出方法は、各電池モジュールの温度をより正確に検出
することを目的の一つとする。また、本発明の組電池の
温度検出装置および温度検出方法は、簡易な構成で各電
池モジュールの温度を検出することを目的の一つとす
る。
発明の組電池の温度検出装置および温度検出方法は、上
述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段
を採った。
とも一つの電池を有する電池モジュールを複数直列また
は並列に接続してなる組電池の該複数の電池モジュール
の各々の温度を検出する温度検出装置であって、前記複
数の電池モジュールの各々の端子間の電圧を検出する電
圧検出手段と、前記複数の電池モジュールの各々に流れ
る電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段に
より検出された各電圧と前記電流検出手段により検出さ
れた各電流とに基づいて前記複数の電池モジュールの各
々の温度を推定する温度推定手段と、前記複数の電池モ
ジュールの少なくとも一つの温度を検出する温度検出手
段と、該検出された温度と該温度を検出した電池モジュ
ールについて検出された電圧および電流とに基づいて前
記温度推定手段により推定された各々の温度を補正する
補正手段とを備えることを要旨とする。
各電池モジュールの端子間の電圧と電流とに基づいて推
定された温度を温度検出手段によって検出された温度に
基づいて補正するから、電圧や電流から推定される温度
が使用の態様などにより実際の温度と異なるものになっ
ても、より正確な温度を検出値として得ることができ
る。しかも、温度検出手段は少なくとも一つの電池モジ
ュールに設置すればよいから、制御コンピュータの回路
規模の増大を抑えることができると共にコストも低く抑
えることができる。なお、「電池モジュール」には、複
数の電池を直列または並列に接続してなるものを含むほ
か、単一の電池のみからなるものも含まれる。
おいて、前記温度推定手段は、前記検出された各々の電
圧と前記検出された各々の電流とに基づいて前記複数の
電池モジュールの各々の内部抵抗を演算する第1内部抵
抗演算手段と、前記検出された各々の電圧と前記検出さ
れた各々の電流とに基づいて前記複数の電池モジュール
の各々の残存容量を演算する残存容量演算手段とを備
え、前記第1内部抵抗演算手段により演算された各々の
内部抵抗と前記残存容量演算手段により演算された各々
の残存容量とに基づいて各々の温度を推定する手段であ
るものとすることもできる。
において、前記補正手段は、前記温度検出手段により検
出された温度に基づいて該温度を検出した電池モジュー
ルの内部抵抗を演算する第2内部抵抗演算手段と、該演
算された内部抵抗と前記第1内部抵抗演算手段により演
算された対応する電池モジュールの内部抵抗とに基づい
て補正値を設定する補正値設定手段とを備え、該設定さ
れた補正値を用いて前記第1内部抵抗演算手段により演
算された各々の内部抵抗を補正することにより前記各々
の温度を補正する手段であるものとすることもできる。
とも一つの電池を有する電池モジュールを複数直列また
は並列に接続してなる組電池の該複数の電池モジュール
の各々の温度を検出する温度検出方法であって、前記複
数の電池モジュールの各々の端子間の電圧と該複数の電
池モジュールの各々に流れる電流とに基づいて該複数の
電池モジュールの各々の温度を推定し、前記複数の電池
モジュールの少なくとも一つの温度を検出し、該検出さ
れた温度と該温度を検出した電池モジュールについて検
出された電圧と電流とに基づいて前記推定された各々の
温度を補正することにより前記複数の電池モジュールの
各々の温度を検出することを要旨とする。
電池モジュールの端子間の電圧と電流とに基づいて推定
された温度を検出された温度に基づいて補正するから、
電圧や電流から推定される温度が使用の態様などにより
実際の温度と異なるものになっても、より正確な温度を
検出値として得ることができる。しかも、温度を検出す
る電池モジュールは少なくとも一つあればよいから、制
御コンピュータの回路規模の増大を抑えることができる
と共にコストも低く抑えることができる。なお、「電池
モジュール」の用語については前述の本発明の組電池の
温度検出装置と同様である。
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
組電池の温度検出装置20の構成の概略を示す構成図で
ある。実施例の組電池の温度検出装置20は、図示する
ように、複数の電池モジュール1−nを直列または並列
に接続してなる組電池22と、組電池22の各電池モジ
ュール1−nの温度を検出する電池制御ユニット30と
を備える。
ル1−nは、充放電可能な少なくとも一つの二次電池を
直列または並列に接続して構成されている。組電池22
の電池モジュール1には、その温度を検出する温度セン
サ24が取り付けられており、その検出値は電池制御ユ
ニット30に入力されるようになっている。
電池モジュール1〜nの端子間電圧V1−nを測定する
と共に組電池22に流れる電流Iを測定する各ブロック
電圧・電流測定装置32と、この各ブロック電圧・電流
測定装置32により測定された電圧V1−nと電流Iと
により各ブロック(各電池モジュール)の内部抵抗R1
−nと残存容量SOCとを演算する各ブロック内部抵抗
SOC演算装置34と、この各ブロック内部抵抗SOC
演算装置34により演算された内部抵抗R1−nを温度
センサ24により検出された電池モジュール1の温度T
s1に基づいて必要に応じて補正すると共に補正前の内
部抵抗R1−nや補正後の内部抵抗R1−n’,残存容
量SOCに基づいて各電池モジュール1〜nの温度T1
−nを推定する電池温度推定演算装置36とを備える。
体的には、組電池22を流れる電流Iを検出する電流セ
ンサと、各電池モジュール1−nの出力端子に接続され
た複数の電圧センサとから構成されている。
電池温度推定演算装置36は、具体的には、ハード構成
としてはCPUを中心として構成されたマイクロコンピ
ュータにより構成されており、マイクロコンピュータが
内部に備えるROMに予め記憶された処理プログラムと
ハード構成とが一体となって機能する。
の温度検出装置20の動作について説明する。図2は、
各ブロック内部抵抗SOC演算装置34や電池温度推定
演算装置36として機能するマイクロコンピュータによ
り実行される温度検出処理ルーチンの一例を示すフロー
チャートである。このルーチンは、所定時間毎(例え
ば、5分毎)に繰り返し実行される。
と、所定時間(例えば、2分)に亘って各ブロック電圧
・電流測定装置32により検出される各電池モジュール
1−nの電圧V1−nと組電池22に流れる電流Iとを
読み込む処理を実行する(ステップS100)。そし
て、読み込んだ電圧V1−nと電流Iとに基づいて各電
池モジュール1−nの内部抵抗R1−nを演算する処理
を行なう(ステップS102)。内部抵抗R1−nは、
所定時間に亘って検出した電圧V1−nと電流Iとから
電圧電流特性を直線近似し、その傾きを求めることによ
り演算することができる。所定時間に亘って検出した電
池モジュールの電圧Vと電流Iとにより電池モジュール
の内部抵抗Rを求める様子の一例を図3に示す。
行する(ステップS104)。実施例では、所定時間毎
に繰り返し実行される図示しないルーチンにより、組電
池22を流れる電流Iを積算することにより残存容量S
OCを演算し、その値をマイクロコンピュータのRAM
の所定アドレスに書き込むものとしたから、RAMの所
定アドレスをアクセスすることにより残存容量SOCを
読み込む処理を行なうことができる。そして、残存容量
SOCと内部抵抗R1−nとから各電池モジュール1−
nの温度T1−nを導出する処理を実行する(ステップ
S106)。この処理は、電池モジュールの内部抵抗と
残存容量SOCと温度との関係を実験などにより求めて
特性マップとしてマイクロコンピュータが内部に備える
ROMに予め記憶しておき、残存容量SOCと内部抵抗
R1−nをこの特性マップに適用して電池モジュール1
−nの温度T1−nを導出することにより行なうことが
できる。この特性マップの一例を用いて電池温度を求め
る様子の一例を図4に示す。図4では、まず残存容量S
OCの値から適用する特性マップを決定し、決定した特
性マップに対して内部抵抗を与えることにより電池温度
を得ている。
池モジュール1の温度Ts1を読み込む処理を行ない
(ステップS108)、読み込んだ温度Ts1と導出し
た電池モジュール1の温度T1とを比較する処理を行な
う(ステップS110)。検出された温度Ts1が導出
された温度T1に等しいときには、電池は劣化していな
いと判断し、ステップS106で導出した電池モジュー
ル1−nの温度T1−nを検出値として本ルーチンを終
了する。
T1とが等しくないときには、電池に劣化が生じている
と判定し、検出した温度Ts1と残存容量SOCとを前
述の特性マップに適用して電池モジュール1の内部抵抗
R1’を導出する処理を行なう(ステップS112)。
続いて、導出した内部抵抗R1’をステップS102で
演算した内部抵抗R1で割って補正係数kを計算する処
理を行なう(ステップS114)。補正係数kを計算す
る様子を図5に例示する。こうした補正係数kを計算す
ると、計算した補正係数kをステップS102で演算し
た各内部抵抗R1−nに乗じて内部抵抗を補正する処理
を行なう(ステップS116)。そして、補正後の内部
抵抗R1−n’と残存容量SOCとを特性マップ(図4
参照)に適用して各電池モジュール1−nの温度T1−
nを導出する処理を行ない(ステップS118)、この
導出した温度T1−nを検出値として本ルーチンを終了
する。
置20によれば、検出した電圧V1−nと電流Iとに基
づいて演算される内部抵抗R1−nに基づいて各電池モ
ジュール1−nの温度T1−nを求めることができる。
しかも、電池モジュール1の温度を温度センサ24によ
り検出し、検出した温度Ts1と導出した温度T1とか
ら電池の劣化を判断し、電池が劣化しているときには、
検出した温度Ts1に基づいて劣化を補正して各電池モ
ジュール1−nの温度T1−nを求めることができる。
この結果、より正確に各電池モジュール1−nの温度T
1−nを検出することができる。
によれば、電池モジュール1にだけ温度センサ24を取
り付けるものとしたから、各電池モジュール1−nに温
度センサを取り付ける構成に比して、簡易な構成とする
ことができ、温度を検出するためのコストを抑制するこ
とができる。
残存容量SOCは別のルーチンにより演算するものとし
たが、同一のルーチンにより演算するものとしてもよ
い。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
置20の構成の概略を示す構成図である。
池温度推定演算装置36として機能するマイクロコンピ
ュータにより実行される温度検出処理ルーチンの一例を
示すフローチャートである。
電圧Vと電流Iとにより電池モジュールの内部抵抗Rを
求める様子の一例を示す説明図である。
と温度との関係の一例を示す特性マップを用いて温度を
導出する様子を示す説明図である。
図である。
度センサ、30 電池制御ユニット、32 各ブロック
電圧・電流測定装置、34 各ブロック内部抵抗SOC
演算装置、36 電池温度推定演算装置。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも一つの電池を有する電池モジ
ュールを複数直列または並列に接続してなる組電池の該
複数の電池モジュールの各々の温度を検出する温度検出
装置であって、 前記複数の電池モジュールの各々の端子間の電圧を検出
する電圧検出手段と、 前記複数の電池モジュールの各々に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、 前記電圧検出手段により検出された各電圧と前記電流検
出手段により検出された各電流とに基づいて前記複数の
電池モジュールの各々の温度を推定する温度推定手段
と、 前記複数の電池モジュールの少なくとも一つの温度を検
出する温度検出手段と、 該検出された温度と該温度を検出した電池モジュールに
ついて検出された電圧および電流とに基づいて前記温度
推定手段により推定された各々の温度を補正する補正手
段とを備える温度検出装置。 - 【請求項2】 前記温度推定手段は、前記検出された各
々の電圧と前記検出された各々の電流とに基づいて前記
複数の電池モジュールの各々の内部抵抗を演算する第1
内部抵抗演算手段と、前記検出された各々の電圧と前記
検出された各々の電流とに基づいて前記複数の電池モジ
ュールの各々の残存容量を演算する残存容量演算手段と
を備え、前記第1内部抵抗演算手段により演算された各
々の内部抵抗と前記残存容量演算手段により演算された
各々の残存容量とに基づいて各々の温度を推定する手段
である請求項1記載の温度検出装置。 - 【請求項3】 前記補正手段は、前記温度検出手段によ
り検出された温度に基づいて該温度を検出した電池モジ
ュールの内部抵抗を演算する第2内部抵抗演算手段と、
該演算された内部抵抗と前記第1内部抵抗演算手段によ
り演算された対応する電池モジュールの内部抵抗とに基
づいて補正値を設定する補正値設定手段とを備え、該設
定された補正値を用いて前記第1内部抵抗演算手段によ
り演算された各々の内部抵抗を補正することにより前記
各々の温度を補正する手段である請求項2記載の温度検
出装置。 - 【請求項4】 少なくとも一つの電池を有する電池モジ
ュールを複数直列または並列に接続してなる組電池の該
複数の電池モジュールの各々の温度を検出する温度検出
方法であって、 前記複数の電池モジュールの各々の端子間の電圧と該複
数の電池モジュールの各々に流れる電流とに基づいて該
複数の電池モジュールの各々の温度を推定し、 前記複数の電池モジュールの少なくとも一つの温度を検
出し、 該検出された温度と該温度を検出した電池モジュールに
ついて検出された電圧と電流とに基づいて前記推定され
た各々の温度を補正することにより前記複数の電池モジ
ュールの各々の温度を検出する温度検出方法。
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JP25819499A JP4383597B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 組電池の温度検出装置および温度検出方法 |
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