JP2013096803A - 二次電池測定装置 - Google Patents
二次電池測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013096803A JP2013096803A JP2011239079A JP2011239079A JP2013096803A JP 2013096803 A JP2013096803 A JP 2013096803A JP 2011239079 A JP2011239079 A JP 2011239079A JP 2011239079 A JP2011239079 A JP 2011239079A JP 2013096803 A JP2013096803 A JP 2013096803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- battery cell
- circuit
- ocv
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【課題】二次電池セル各々のOCVを計測して、SOCを高精度に推定する二次電池測定装置を提供する。
【解決手段】二次電池セルの正極端子側に第1のスイッチ素子が接続され、二次電池セルの負極端子側に第2のスイッチ素子が接続される第1の回路と、抵抗素子と第3のスイッチ素子が接続される第2の回路と、を並列に接続させた回路を、複数直列に接続した回路群と、二次電池セル各々の電圧を計測する電圧計測部と、二次電池セルごとに、第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子を遮断状態にし、第3のスイッチ素子を導通状態にし、二次電池セルごとの開路電圧値を取得する制御部と、を備える二次電池測定装置である。
【選択図】図1
【解決手段】二次電池セルの正極端子側に第1のスイッチ素子が接続され、二次電池セルの負極端子側に第2のスイッチ素子が接続される第1の回路と、抵抗素子と第3のスイッチ素子が接続される第2の回路と、を並列に接続させた回路を、複数直列に接続した回路群と、二次電池セル各々の電圧を計測する電圧計測部と、二次電池セルごとに、第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子を遮断状態にし、第3のスイッチ素子を導通状態にし、二次電池セルごとの開路電圧値を取得する制御部と、を備える二次電池測定装置である。
【選択図】図1
Description
本発明は、二次電池の状態を推定する二次電池測定装置に関する。
従来、ハイブリット車や電気自動車などの車両に搭載された複数の二次電池の使用許容範囲を広げるために、高精度なState of Charge(SOC)の推定が望まれている。しかしながら、高精度なSOCを推定するには高精度なOpen Circuit Voltage(OCV)の推定が必要になる。SOCを推定する方法として、例えば、記憶部に記憶された二次電池のOCVとSOCとの関係を示す情報を参照し、取得したOCVの値と比較し、一致するSOCの値を選択して求める方法が知られている。ところが、従来のOCVの求め方は、予め取得しておいた値を使用しているため、走行中には二次電池のClose Circuit Voltage(CCV)を測定し、測定したCCVを用いてOCVを推定している。そのため、OCVの推定を重ねるにつれて累積誤差が大きくなり、高精度なOCVを得ることができない。
関連する技術として、過充放電による車両用電源の損傷を防止でき、車両用電源の正確な充電状態を把握できる車両用電源装置が知られている。その技術によれば、車両用電源装置内の電池Electrical Control Unit(ECU)は、測定したOCVによりSOCを算出する。次に、算出されたSOCにより、42V系電源が過充電状態または過放電状態であると判明したとき、電池ECUはSystem Main Relay(SMR)をオフする。また、電池ECUは走行中の所定期間SMRをオフし、OCVを測定している。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、二次電池セル各々のOCVを計測して、SOCを高精度に推定する二次電池測定装置を提供することを目的とする。
実施の態様のひとつである二次電池測定装置は、回路群、電圧計測部、制御部を備えている。回路群は、二次電池セルの正極端子側に第1のスイッチ素子が接続され、上記二次電池セルの負極端子側に第2のスイッチ素子が接続される第1の回路と、抵抗素子と第3のスイッチ素子が直列に接続される第2の回路と、を並列に接続させた回路を複数直列に接続されている回路である。電圧計測部は、上記二次電池セル各々の電圧を計測する。
制御部は、上記二次電池セルごとに、上記第1のスイッチ素子と上記第2のスイッチ素子を遮断状態にし、上記第3のスイッチ素子を導通状態にし、上記二次電池セルごとの開路電圧値を取得する。
また、上記二次電池測定装置は、上記第1の回路と上記第2の回路とを並列に接続させた予備回路を更に設けて、上記回路群に直列に接続している。その場合、制御部は、上記回路群の上記二次電池セルごとの開路電圧値を計測するとき、上記予備回路の第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子を導通状態にし、上記第3のスイッチ素子を遮断状態にし、上記回路群の上記二次電池セルごとの上記開路電圧値を取得する。
また、上記二次電池測定装置は、二次電池セルの温度を計測する温度計測部を備えている。上記制御部は、記憶部に記憶されている開路電圧値と温度により決定される二次電池セルの全容量と残容量によって表される比率を決定するために用いる充電状態情報を参照し、上記電圧計測部が計測した開路電圧値と上記温度計測部が計測した温度を用いて、上記二次電池セル各々の充電状態値を求める。
実施形態によれば、SOCを高精度に推定できるという効果を奏する。
以下図面に基づいて、実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態1の二次電池測定装置の一実施例を示すブロック図である。二次電池測定装置は、制御部1、電圧計測部2、温度計測部3、記憶部4、回路群などを備えている。回路群は、図1では二次電池セルBT1〜BT3、スイッチSW1、SW2、SW3(第3のスイッチ素子)、スイッチSW4、SW6、SW8(第1のスイッチ素子)、スイッチSW5、SW7、SW8(第2のスイッチ素子)を備えている。回路群は、第1の回路と第2の回路を有している。図1において第1の回路は、二次電池セルBT1の正極端子側にスイッチSW4が接続され、二次電池セルBT1の負極端子側にスイッチSW5が接続される回路と、二次電池セルBT2の正極端子側にスイッチSW6が接続され、二次電池セルBT2の負極端子側にスイッチSW7が接続される回路と、二次電池セルBT3の正極端子側にスイッチSW8が接続され、二次電池セルBT3の負極端子側にスイッチSW9が接続される回路と、を3つ有している。図1において第2の回路は、抵抗素子R1とスイッチSW1が直列に接続される回路と、抵抗素子R2とスイッチSW2が直列に接続される回路と、抵抗素子R3とスイッチSW3が直列に接続される回路と、を3つ有している。また、第1の回路と第2の回路は、図1に示すように並列に接続される。
図1は、実施形態1の二次電池測定装置の一実施例を示すブロック図である。二次電池測定装置は、制御部1、電圧計測部2、温度計測部3、記憶部4、回路群などを備えている。回路群は、図1では二次電池セルBT1〜BT3、スイッチSW1、SW2、SW3(第3のスイッチ素子)、スイッチSW4、SW6、SW8(第1のスイッチ素子)、スイッチSW5、SW7、SW8(第2のスイッチ素子)を備えている。回路群は、第1の回路と第2の回路を有している。図1において第1の回路は、二次電池セルBT1の正極端子側にスイッチSW4が接続され、二次電池セルBT1の負極端子側にスイッチSW5が接続される回路と、二次電池セルBT2の正極端子側にスイッチSW6が接続され、二次電池セルBT2の負極端子側にスイッチSW7が接続される回路と、二次電池セルBT3の正極端子側にスイッチSW8が接続され、二次電池セルBT3の負極端子側にスイッチSW9が接続される回路と、を3つ有している。図1において第2の回路は、抵抗素子R1とスイッチSW1が直列に接続される回路と、抵抗素子R2とスイッチSW2が直列に接続される回路と、抵抗素子R3とスイッチSW3が直列に接続される回路と、を3つ有している。また、第1の回路と第2の回路は、図1に示すように並列に接続される。
二次電池セルBT1〜BT3は、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次充電池などである。なお、回路群の両端〔+〕〔−〕は負荷(例えば、車両の駆動モータなど)に接続される。
抵抗素子R1〜R3の抵抗値は、例えば、二次電池セルの仕様に基づいて決まる内部抵抗値であることが望ましい。
スイッチSW1〜SW9は、例えば、リレーまたはMetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(MOSFET)を用いることが望ましい。
スイッチSW1〜SW9は、例えば、リレーまたはMetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(MOSFET)を用いることが望ましい。
制御部1は、二次電池セルBT1〜BT3各々のOCVを計測するときに、スイッチSW1〜SW9を制御して、導通状態または遮断状態にする。二次電池セルBT1のOCVを計測するときは、スイッチSW4、SW5を遮断状態にし、スイッチSW1を導通状態にする。二次電池セルBT2のOCVを計測するときは、スイッチSW6、SW7を遮断状態にし、スイッチSW2を導通状態にする。二次電池セルBT3のOCVを計測するときは、スイッチSW8、SW9を遮断状態にし、スイッチSW3を導通状態にする。すなわち、二次電池セルBT1〜BT3各々について開路を形成する。その後、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT1〜BT3各々のOCVの値を記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3から計測した二次電池セルBT1〜BT3各々の温度の値、または、二次電池セルの温度を記憶部4に記憶する。制御部1は、計測した二次電池セルBT1〜BT3各々のOCVの値を用いて、SOCを求める。例えば、記憶部4に記憶された二次電池セルのOCVと温度との関係を示す後述する充電状態情報を参照し、取得したOCVと温度の値が一致するSOCの値を選択することが考えられる。なお、SOCは二次電池セルの全容量と残容量によって表される比率である。
なお、制御部1は電池Electronic Control Unit(ECU)などである。制御部1は、Central Processing Unit(CPU)やプログラマブルなデバイス(Field Programmable Gate Array(FPGA)、Programmable Logic Device(PLD)など)を用いることが考えられる。制御部1は記憶部4を有していてもよい。制御部1の動作については後述する。
電圧計測部2は、二次電池セルBT1〜BT3各々の電圧を計測して、計測した値を制御部1に転送する。なお、電圧計測部2は計測した電圧値をデータに変換して送信してもよい。
温度計測部3は、二次電池セルBT1〜BT3各々の温度を計測して、計測した値を制御部1に転送する。または、複数の二次電池セルを収納するバッテリ本体の温度や、バッテリ本体に含まれる複数の二次電池セルを有する電池ブロック各々の温度を計測して、計測した値を制御部1に転送してもよい。
記憶部4は、制御部1が実行するプログラムやテーブルなどのデータが記憶されている。また、記憶部4はRead Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部4にはパラメータ値、変数値などのデータを記憶してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。
図1では、3つの二次電池セルを用いて説明をしたが限定されるものではない。
実施形態1の動作について説明する。
図2は、実施形態1の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、制御部1がスイッチSW1〜SW9の状態を切り替える。例えば、図3に示す切り替え情報を参照してスイッチSW1〜SW9の状態を切り替える。図3は、切り替え情報、計測情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図3の切り替え情報31は、二次電池セルを識別する情報と、スイッチを識別する情報と、二次電池セルのOCVを計測する際にスイッチの状態を制御する情報を有している。二次電池セルを識別する情報として、図3の切り替え情報31では二次電池セルBT1〜BT3を示す「BT1」「BT2」「BT3」が記憶されている。スイッチを識別する情報として、切り替え情報31ではスイッチSW1〜SW9を示す「SW1」「SW2」「SW3」「SW4」「SW5」「SW6」「SW7」「SW8」「SW9」が記憶されている。スイッチの状態を制御する情報は、切り替え情報31では導通させる場合には「1」とし、遮断させる場合には「0」とする。また、切り替え情報31では通常時のスイッチSW1〜SW9の状態は、スイッチSW1〜SW3を遮断状態「0」にし、スイッチSW4〜SW9を導通状態「1」にする。
実施形態1の動作について説明する。
図2は、実施形態1の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、制御部1がスイッチSW1〜SW9の状態を切り替える。例えば、図3に示す切り替え情報を参照してスイッチSW1〜SW9の状態を切り替える。図3は、切り替え情報、計測情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図3の切り替え情報31は、二次電池セルを識別する情報と、スイッチを識別する情報と、二次電池セルのOCVを計測する際にスイッチの状態を制御する情報を有している。二次電池セルを識別する情報として、図3の切り替え情報31では二次電池セルBT1〜BT3を示す「BT1」「BT2」「BT3」が記憶されている。スイッチを識別する情報として、切り替え情報31ではスイッチSW1〜SW9を示す「SW1」「SW2」「SW3」「SW4」「SW5」「SW6」「SW7」「SW8」「SW9」が記憶されている。スイッチの状態を制御する情報は、切り替え情報31では導通させる場合には「1」とし、遮断させる場合には「0」とする。また、切り替え情報31では通常時のスイッチSW1〜SW9の状態は、スイッチSW1〜SW3を遮断状態「0」にし、スイッチSW4〜SW9を導通状態「1」にする。
すなわち、二次電池セルBT1を計測する場合には、スイッチSW1を導通状態にし、SW4、SW5を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT1の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
二次電池セルBT2を計測する場合には、スイッチSW2を導通状態にし、SW6、SW7を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT2の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
二次電池セルBT3を計測する場合には、スイッチSW3を導通状態にし、SW8、SW9を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT3の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
ステップS2では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3各々の電圧値を取得する。例えば、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT1の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT2の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT3の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。
図3の計測情報32は、二次電池セルを識別する情報と、二次電池セル各々のOCVの値「OCV」と、二次電池セル各々の温度の値「温度」とを有している。本例では、二次電池セル各々の温度の値を示しているが、二次電池セル各々の温度を計測するのではなくブロックごとに計測した値を用いてもよい。二次電池セルを識別する情報として、図3の計測情報32では二次電池セルBT1〜BT3を示す「BT1」「BT2」「BT3」が記憶されている。また、計測情報32では二次電池セルBT1〜BT3に関連するOCVの値として「OCV1」「OCV2」「OCV3」が記憶されている。また、計測情報32では二次電池セルBT1〜BT3に関連する温度の値として「TEM1」「TEM2」「TEM3」が記憶されている。
ステップS3では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3各々の温度を取得する。例えば、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT1の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT2の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT3の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。例えば、図3の計測情報32の「温度」に二次電池セルBT1〜BT3各々に関連付けて記憶する。温度の値各々は、本例では、二次電池セル各々の温度の値を示しているが、二次電池セル各々の温度を計測するのではなくブロックごとに計測した値を用いてもよい。
ステップS4では、制御部1が全ての二次電池セルBT1〜BT3のOCVの計測を終了したか否かを判定し、全ての計測が終了していればステップS5(Yes)に移行し、未計測の二次電池セルがある場合にはステップS1(No)に移行する。例えば、図3の切り替え情報31に記憶されている二次電池セルの識別子を1行目から最下位の行まで順番に選択することが考えられる。なお、計測する順番は上記順番に限定されるものではなく、全ての二次電池セルを計測できればよい。
ステップS5では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3各々に対応するOCVと温度の値とからSOCをそれぞれ推定する。例えば、図4に示す充電状態情報41を用いてSOCを推定する。図4は、充電状態情報のデータ構造の一実施例を示す図である。充電状態情報41は、OCVの範囲を示す情報と、温度の範囲を示す情報と、二次電池セルの仕様に基づいてOCVと温度により決定されるSOCの値を示す情報とが記憶されている。OCVの範囲を示す情報は、本例では「3.00」「3.04」・・・「4.16」「4.20」が記憶されている。「3.00」は3以上3.04未満を示し、「3.04」は3.04以上3.08未満を示し、「4.16」は4.16以上4.20未満を示し、「4.20」は4.20以上4.24未満を示している。温度の範囲を示す情報は、本例では「−30」は−30℃より低い温度と−30℃以上0℃未満を示し、「0」は0℃以上10℃未満を示し、「10」は10℃以上25℃未満を示し、「25」は25℃以上40℃未満を示し、「40」は40℃以上50℃未満を示し、「50」は50℃以上60℃未満を示し、「60」は60℃以上を示している。SOCの値は、OCVと温度により決定される値「−10%」「−5%」「−3%」「0%」・・・・などが記憶されている。なお、上記充電状態情報41に示した数値は一例であり、限定されるものではなお。
ステップS6では、制御部1がスイッチSW1〜SW9を切り替えて通常時の接続状態にする。例えば、図3の切り替え情報31を参照して通常時のスイッチの状態に切り替える。
図5は、SOCを推定する際の動作の一実施例を示すタイムチャートを示す図である。
図5のタイムチャートは、縦軸に信号を示し、横軸に時間が示されている。信号は、走行信号、SOC信号、切替信号、OCVの値、温度の値である。走行信号は、例えば、車両の駆動モータが動いていることを示す信号が考えられる。または、イグニションスイッチが起動状態であるか否かを示すイグニション信号であってもよい。走行信号は、「High」のとき車両が走行していることを示し、「Low」のとき車両が停止していることを示している。SOC信号は、SOCの推定を開始することを示す信号で、立下りを検出すると制御部1はSOC推定処理を開始する。なお、SOC推定処理の開始は上記立下りを検出に限定されるものではなく、SOC推定処理を開始することが判ればよい。切替信号は、スイッチSW1〜SW9を切り替える信号で、図5のCell1の期間では二次電池セルBT1に対応するスイッチSW1、SW4、SW5を切り替え、Cell2の期間では二次電池セルBT2に対応するスイッチSW2、SW6、SW7を切り替え、Cell3の期間では二次電池セルBT3に対応するスイッチSW3、SW8、SW9を切り替える。SOCの期間ではSOC推定処理をする。OCVの値は、二次電池セルBT1のOCVの値をCell1の期間内に制御部1が取得したことを示している。二次電池セルBT2のOCVの値をCell2の期間内に制御部1が取得したことを示している。二次電池セルBT3のOCVの値をCell3の期間内に制御部1が取得したことを示している。温度の値は、SOCの期間に二次電池セルBT1〜BT3各々の温度の値を制御部1が取得したことを示している。
図5のタイムチャートは、縦軸に信号を示し、横軸に時間が示されている。信号は、走行信号、SOC信号、切替信号、OCVの値、温度の値である。走行信号は、例えば、車両の駆動モータが動いていることを示す信号が考えられる。または、イグニションスイッチが起動状態であるか否かを示すイグニション信号であってもよい。走行信号は、「High」のとき車両が走行していることを示し、「Low」のとき車両が停止していることを示している。SOC信号は、SOCの推定を開始することを示す信号で、立下りを検出すると制御部1はSOC推定処理を開始する。なお、SOC推定処理の開始は上記立下りを検出に限定されるものではなく、SOC推定処理を開始することが判ればよい。切替信号は、スイッチSW1〜SW9を切り替える信号で、図5のCell1の期間では二次電池セルBT1に対応するスイッチSW1、SW4、SW5を切り替え、Cell2の期間では二次電池セルBT2に対応するスイッチSW2、SW6、SW7を切り替え、Cell3の期間では二次電池セルBT3に対応するスイッチSW3、SW8、SW9を切り替える。SOCの期間ではSOC推定処理をする。OCVの値は、二次電池セルBT1のOCVの値をCell1の期間内に制御部1が取得したことを示している。二次電池セルBT2のOCVの値をCell2の期間内に制御部1が取得したことを示している。二次電池セルBT3のOCVの値をCell3の期間内に制御部1が取得したことを示している。温度の値は、SOCの期間に二次電池セルBT1〜BT3各々の温度の値を制御部1が取得したことを示している。
実施形態1では、二次電池セル各々のOCVの値を全て取得してからまとめてSOC推定処理を実行したが、1つの二次電池セルのOCVの値を取得するごとに二次電池セルごとのSOC推定処理をしてもよい。
実施形態1によれば、実際に二次電池セルごとに開路を形成してOCVを計測しているので、SOCを高精度に推定できるという効果を奏する。また、計測する二次電池セルを抵抗でバイパスし、バイパスした二次電池セルだけをスイッチで切り離してOCVを測定するので、出力を途絶えさせずに精度のよいOCVを測定することが可能となる。
また、SOC推定はOCVから充電状態情報を参照して求めたが、不図示の電流センサも使用して電流値の積算値からSOC推定の補正をかけても良い。
実施形態2について説明する。
実施形態2について説明する。
図6は、実施形態2の二次電池測定装置の一実施例を示すブロック図である。二次電池測定装置は、制御部1、電圧計測部2、温度計測部3、記憶部4、回路群、予備回路などを備えている。回路群と予備回路は、図6では二次電池セルBT1〜BT3、BT61、スイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63を備えている。実施形態2の回路群は図1に示した回路群にさらに、予備回路を直列に接続する。予備回路は、第1の回路と第2の回路を有している。図6において第1の回路は、二次電池セルBT61の正極端子側にスイッチSW62が接続され、二次電池セルBT61の負極端子側にスイッチSW63が接続される回路である。図6において第2の回路は、抵抗素子R61とスイッチSW61が接続される回路である。また、上記第1の回路と上記第2の回路は並列に接続される。
実施形態2における制御部1は、二次電池セルBT1〜BT3、BT61各々のOCVを計測するときに、スイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63を制御して、導通状態または遮断状態にする。二次電池セルBT61のOCVを計測するときは、スイッチSW62、SW63を遮断状態にし、スイッチSW61を導通状態にする。すなわち、二次電池セルBT61について開路を形成する。また、二次電池セルBT1〜BT3のいずれかを計測中は、スイッチSW62、SW63を導通状態にし、スイッチSW61を遮断状態にする。すなわち、二次電池セルBT61を計測中の二次電池セルBT1〜BT3のいずれかの代わりに使用する。その結果、出力電圧を維持したままOCVを測定できる。予め直列の二次電池セルを1つ以上増やしておくことで、OCVを測定しても出力電圧を減少させずに維持したまま高精度なOCVの計測が可能である。
図6では、4つの二次電池セルが示されているが限定されるものではない。
実施形態2の動作について説明する。
図7は、実施形態2の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS71では、制御部1がスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態を切り替える。例えば、図8に示す切り替え情報を参照してスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態を切り替える。図8は、切り替え情報、計測情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図8の切り替え情報81は、二次電池セルを識別する情報と、スイッチを識別する情報と、二次電池セルのOCVを計測する際にスイッチの状態を制御する情報を有している。二次電池セルを識別する情報として、図8の切り替え情報81では二次電池セルBT1〜BT3、BT61を示す「BT1」「BT2」「BT3」「BT61」が記憶されている。スイッチを識別する情報として、切り替え情報81ではスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63を示す「SW1」「SW2」「SW3」「SW4」「SW5」「SW6」「SW7」「SW8」「SW9」「SW61」「SW62」「SW63」が記憶されている。スイッチの状態を制御する情報は、切り替え情報81では導通させる場合には「1」とし、遮断させる場合には「0」とする。また、切り替え情報31では通常時のスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態は、スイッチSW1〜SW3、SW62、SW63を遮断状態「0」にし、スイッチSW4〜SW9、SW61を導通状態「1」にする。
実施形態2の動作について説明する。
図7は、実施形態2の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS71では、制御部1がスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態を切り替える。例えば、図8に示す切り替え情報を参照してスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態を切り替える。図8は、切り替え情報、計測情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図8の切り替え情報81は、二次電池セルを識別する情報と、スイッチを識別する情報と、二次電池セルのOCVを計測する際にスイッチの状態を制御する情報を有している。二次電池セルを識別する情報として、図8の切り替え情報81では二次電池セルBT1〜BT3、BT61を示す「BT1」「BT2」「BT3」「BT61」が記憶されている。スイッチを識別する情報として、切り替え情報81ではスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63を示す「SW1」「SW2」「SW3」「SW4」「SW5」「SW6」「SW7」「SW8」「SW9」「SW61」「SW62」「SW63」が記憶されている。スイッチの状態を制御する情報は、切り替え情報81では導通させる場合には「1」とし、遮断させる場合には「0」とする。また、切り替え情報31では通常時のスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63の状態は、スイッチSW1〜SW3、SW62、SW63を遮断状態「0」にし、スイッチSW4〜SW9、SW61を導通状態「1」にする。
すなわち、二次電池セルBT1を計測する場合には、スイッチSW1、SW62、SW63を導通状態にし、スイッチSW4、SW5、SW61を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT1の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
二次電池セルBT2を計測する場合には、スイッチSW2、SW62、SW63を導通状態にし、スイッチSW6、SW7、SW61を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT2の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
二次電池セルBT3を計測する場合には、スイッチSW3、SW62、SW63を導通状態にし、スイッチSW8、SW9、SW61を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT3の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。
二次電池セルBT61を計測する場合には、スイッチSW61を導通状態にし、スイッチSW62、SW63を遮断状態にして開路を形成し、電圧計測部2に二次電池セルBT3の電圧値を計測させる。なお、他のスイッチは通常時の状態である。ただし、二次電池セルBT61は計測しなくてもよい。
ステップS72では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3、BT61各々の電圧値を取得する。例えば、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT1の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT2の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT3の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は電圧計測部2が計測した二次電池セルBT61の電圧値であるOCVの値を取得して記憶部4に記憶する。
図8の計測情報82は、二次電池セルを識別する情報と、二次電池セル各々のOCVの値「OCV」と、二次電池セル各々の温度の値「温度」とを有している。本例では、二次電池セル各々の温度の値を示しているが、二次電池セル各々の温度を計測するのではなくブロックごとに計測した値を用いてもよい。二次電池セルを識別する情報として、図8の計測情報82では二次電池セルBT1〜BT3、BT61を示す「BT1」「BT2」「BT3」「BT61」が記憶されている。また、計測情報82では二次電池セルBT1〜BT3、BT61に関連するOCVの値として「OCV1」「OCV2」「OCV3」「OCV4」が記憶されている。また、計測情報32では二次電池セルBT1〜BT3、BT61に関連する温度の値として「TEM1」「TEM2」「TEM3」「TEM4」が記憶されている。
ステップS73では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3、BT61各々の温度を取得する。例えば、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT1の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT2の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT3の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。また、制御部1は温度計測部3が計測した二次電池セルBT61の温度の値を取得して記憶部4に記憶する。例えば、図8の計測情報32の「温度」に二次電池セルBT1〜BT3、BT61各々に関連付けて記憶する。温度の値各々は、本例では、二次電池セル各々の温度の値を示しているが、二次電池セル各々の温度を計測するのではなくブロックごとに計測した値を用いてもよい。
ステップS74では、制御部1が全ての二次電池セルBT1〜BT3、BT61のOCVの計測を終了したか否かを判定し、全ての計測が終了していればステップS65(Yes)に移行し、未計測の二次電池セルがある場合にはステップS61(No)に移行する。例えば、図8の切り替え情報81に記憶されている二次電池セルの識別子を1行目から最下位の行まで順番に選択することが考えられる。なお、計測する順番は上記順番に限定されるものではなく、全ての二次電池セルを計測できればよい。
ステップS75では、制御部1が二次電池セルBT1〜BT3、BT61各々に対応するOCVと温度の値とからSOCをそれぞれ推定する。例えば、図4に示す充電状態情報41を用いてSOCを推定する。
ステップS76では、制御部1がスイッチSW1〜SW9、SW61〜SW63を切り替えて通常時の接続状態にする。例えば、図8の切り替え情報81を参照して通常時のスイッチの状態に切り替える。
実施形態2によれば、実際に二次電池セルごとに開路を形成してOCVを計測しているので、SOCを高精度に推定できるという効果を奏する。また、計測する二次電池セルを抵抗でバイパスし、バイパスした二次電池セルだけをスイッチで切り離してOCVを測定するので、出力を途絶えさせずに精度のよいOCVを測定することが可能となる。
また、予備の二次電池セルBT61を計測中の二次電池セルBT1〜BT3のいずれかの代わりに使用することで、出力電圧を維持したままOCVを測定できる。つまり、予め直列の二次電池セルを1つ以上増やしておくことで、OCVを測定しても出力電圧を減少させずに維持したまま高精度なOCVの計測が可能である。
実施形態2では、二次電池セル各々のOCVの値を全て取得してからまとめてSOC推定処理を実行したが、1つの二次電池セルのOCVの値を取得するごとに二次電池セルごとのSOC推定処理をしてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
1 制御部
2 電圧計測部
3 温度計測部
4 記憶部
R1〜R3、R61 抵抗素子
BT1〜BT3、BT61 二次電池セル
SW1〜SW9、SW61〜SW63 スイッチ
2 電圧計測部
3 温度計測部
4 記憶部
R1〜R3、R61 抵抗素子
BT1〜BT3、BT61 二次電池セル
SW1〜SW9、SW61〜SW63 スイッチ
Claims (3)
- 二次電池セルの正極端子側に第1のスイッチ素子が接続され、前記二次電池セルの負極端子側に第2のスイッチ素子が接続される第1の回路と、抵抗素子と第3のスイッチ素子が直列に接続される第2の回路と、を並列に接続させた回路を複数直列に接続した回路群と、
前記二次電池セル各々の電圧を計測する電圧計測部と、
前記二次電池セルごとに、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子を遮断状態にし、前記第3のスイッチ素子を導通状態にし、前記二次電池セルごとの開路電圧値を取得する制御部と、
を備えることを特徴とする二次電池測定装置。 - 前記第1の回路と前記第2の回路とを並列に接続させた予備回路を更に設けて前記回路群に直列に接続し、
前記回路群の前記二次電池セルごとの開路電圧値を計測するとき、前記予備回路の第1のスイッチ素子と第2のスイッチ素子を導通状態にし、前記第3のスイッチ素子を遮断状態にし、前記回路群の前記二次電池セルごとの前記開路電圧値を取得する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の二次電池測定装置。 - 前記二次電池測定装置は二次電池セルの温度を計測する温度計測部を備え、
前記制御部は、
記憶部に記憶されている開路電圧値と温度により決定される二次電池セルの全容量と残容量によって表される比率を決定するために用いる充電状態情報を参照し、前記電圧計測部が計測した開路電圧値と前記温度計測部が計測した温度を用いて、前記二次電池セル各々の充電状態値を求める、ことを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011239079A JP2013096803A (ja) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | 二次電池測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011239079A JP2013096803A (ja) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | 二次電池測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013096803A true JP2013096803A (ja) | 2013-05-20 |
Family
ID=48618892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011239079A Pending JP2013096803A (ja) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | 二次電池測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013096803A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109121450A (zh) * | 2016-03-22 | 2019-01-01 | Ntn株式会社 | 二次电池的劣化抑制装置和单独劣化抑制装置 |
JP2019507578A (ja) * | 2016-02-02 | 2019-03-14 | トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe | 蓄電池放電のための制御装置および蓄電池を放電する方法 |
JP2019512201A (ja) * | 2016-02-02 | 2019-05-09 | トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe | 蓄電池充電のための制御装置および蓄電池を充電する方法 |
CN111443298A (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 奥迪股份公司 | 测量组件、高压电池、机动车和用于确定复阻抗的方法 |
-
2011
- 2011-10-31 JP JP2011239079A patent/JP2013096803A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019507578A (ja) * | 2016-02-02 | 2019-03-14 | トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe | 蓄電池放電のための制御装置および蓄電池を放電する方法 |
JP2019512201A (ja) * | 2016-02-02 | 2019-05-09 | トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe | 蓄電池充電のための制御装置および蓄電池を充電する方法 |
US11225166B2 (en) | 2016-02-02 | 2022-01-18 | Toyota Motor Europe | Control device and method for discharging a rechargeable battery |
CN109121450A (zh) * | 2016-03-22 | 2019-01-01 | Ntn株式会社 | 二次电池的劣化抑制装置和单独劣化抑制装置 |
CN111443298A (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 奥迪股份公司 | 测量组件、高压电池、机动车和用于确定复阻抗的方法 |
CN111443298B (zh) * | 2019-01-16 | 2022-07-22 | 奥迪股份公司 | 测量组件、高压电池、机动车和用于确定复阻抗的方法 |
US11519968B2 (en) | 2019-01-16 | 2022-12-06 | Audi Ag | Measurement arrangement, high-voltage battery, motor vehicle and method for determining a complex impedance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6197479B2 (ja) | 蓄電システム及び蓄電装置の満充電容量推定方法 | |
WO2012066688A1 (ja) | 組電池の制御装置 | |
JP5929778B2 (ja) | 充電率推定装置および充電率推定方法 | |
US10873201B2 (en) | Battery management apparatus and method for protecting a lithium iron phosphate cell from over-voltage using the same | |
CN104937431A (zh) | 充电率估计装置及充电率估计方法 | |
EP2089731A2 (en) | Apparatus and method for determination of the state-of-charge of a battery when the battery is not in equilibrium | |
US9261563B2 (en) | System and method for improved battery charge state determination | |
WO2019187307A1 (ja) | 電池監視方法、電池監視装置及び電池監視システム | |
CN105339802A (zh) | 二次电池劣化度判定装置 | |
JP7371203B2 (ja) | 充電可能電池異常検出装置および充電可能電池異常検出方法 | |
JP2018125977A (ja) | 電池モジュールの制御装置 | |
JP2020508629A (ja) | バッテリーの容量の推定装置及び方法、これを備えるバッテリーの管理装置及び方法 | |
JP2013096803A (ja) | 二次電池測定装置 | |
JP2003257501A (ja) | 二次電池の残存容量計 | |
CN112557926A (zh) | 一种计算剩余充电时间的方法和装置 | |
JP5911407B2 (ja) | バッテリの健全度算出装置および健全度算出方法 | |
JP2008547008A (ja) | 自動車アキュムレータ用のバッテリー状態検出方法および装置 | |
JP2016099251A (ja) | 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 | |
JP2016181991A (ja) | 充電装置および充電装置の制御方法 | |
CN111480085B (zh) | 诊断电池组与接地之间的绝缘状况的设备和方法及包括该设备的电池组 | |
JP7174327B2 (ja) | 二次電池の状態判定方法 | |
WO2019171680A1 (ja) | 電池監視装置、電池モジュール装置及び電池監視システム | |
Marques | Battery Management Systems (BMS) for Lithium-Ion Batteries | |
JP6434245B2 (ja) | 充電率推定装置及び電源システム | |
JP6907848B2 (ja) | 電池パック |