JP2019164969A - Rechargeable battery state detector and rechargeable battery state detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法に関するものである。 The present invention relates to a rechargeable battery state detection device and a rechargeable battery state detection method.
特許文献１に開示された技術では、充電可能電池の等価回路モデルの複数の素子定数の比と所定の閾値とを比較し、その大小関係に基づいて、充電可能電池の種類（例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、鉛電池の液式、シール式電池、アイドリングストップ用電池の識別、新品、劣化等）を識別し、識別結果に基づいて、充電可能電池の状態を推定する。
In the technique disclosed in
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、等価回路モデルの素子値の比と閾値で識別を行っているが、等価回路モデルの素子値は、温度またはＳＯＣによって変動することから、環境によっては、誤判定が発生する場合がある。
However, in the technique disclosed in
そこで、搭載されている充電可能電池に関する情報を車両から取得し、その情報に基づいて車両に搭載されている充電可能電池の状態推定を行う技術もある。 Therefore, there is a technique for acquiring information about a rechargeable battery mounted from the vehicle and estimating the state of the rechargeable battery mounted on the vehicle based on the information.
ところで、充電可能電池に関する情報を車両から取得する技術の場合、ユーザが充電可能電池を交換した際に、車両に登録されている充電可能電池と異なる充電可能電池が搭載される場合がある。そのような場合、車両情報と搭載されている充電可能電池との間に不整合が発生し、充電可能電池の推定精度が低下するという問題点がある。 By the way, in the case of a technique for acquiring information about a rechargeable battery from the vehicle, a rechargeable battery different from the rechargeable battery registered in the vehicle may be mounted when the user replaces the rechargeable battery. In such a case, there is a problem that a mismatch occurs between the vehicle information and the mounted rechargeable battery, and the estimation accuracy of the rechargeable battery is lowered.
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能な充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a rechargeable battery state detection device and a rechargeable battery state detection method capable of accurately determining that a rechargeable battery has been replaced. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出装置において、前記充電可能電池の電圧および電流を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された電圧および電流の値に基づいて、前記充電可能電池の電気的な等価回路を構成する素子の値を計算する計算手段と、前記車両に搭載される前記充電可能電池の種類を特定する特定情報を前記車両から取得する取得手段と、前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求められる所定の値が属する範囲を規定する所定の判定閾値と、素子の値または素子の値から求められる所定の値とを比較し、前記所定の範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rechargeable battery state detection device for detecting a state of a rechargeable battery mounted on a vehicle, a measuring unit that measures the voltage and current of the rechargeable battery, and the measurement Calculation means for calculating values of elements constituting an electrically equivalent circuit of the rechargeable battery based on voltage and current values measured by the means, and a type of the rechargeable battery mounted on the vehicle. An acquisition means for acquiring specific information to be specified from the vehicle, a value of an element constituting the equivalent circuit, a predetermined determination threshold value defining a range to which a predetermined value obtained from the element value belongs, and an element value or element When the predetermined value obtained from the value of the vehicle is not within the predetermined range, a mismatch occurs between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information. And the determining means are characterized by having a.
According to such a configuration, it is possible to accurately determine that the rechargeable battery has been replaced.
また、本発明は、前記充電可能電池の状態に応じて、前記判定閾値を変更する変更手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、充電可能電池が交換されたことをより正確に判定することが可能になる。
In addition, the present invention is characterized by having a changing means for changing the determination threshold according to the state of the rechargeable battery.
According to such a configuration, it is possible to more accurately determine that the rechargeable battery has been replaced.
また、本発明は、前記変更手段は、前記充電可能電池の電解液温度およびＳＯＣ（State of Charge）の少なくとも一方に応じて前記判定閾値を変更することを特徴とする。
このような構成によれば、温度およびＳＯＣの影響を低減しつつ、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能となる。
Moreover, the present invention is characterized in that the changing means changes the determination threshold according to at least one of an electrolyte temperature of the rechargeable battery and an SOC (State of Charge).
According to such a configuration, it is possible to accurately determine that the rechargeable battery has been replaced while reducing the effects of temperature and SOC.
また、本発明は、前記計算手段によって得られた前記等価回路を構成する素子の値を、前記充電可能電池の電解液温度およびＳＯＣの少なくとも一方が基準状態である場合の素子の値に補正する補正手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、温度およびＳＯＣの影響を低減しつつ、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能となる。
Further, the present invention corrects the value of the element constituting the equivalent circuit obtained by the calculating means to the value of the element when at least one of the electrolyte temperature and SOC of the rechargeable battery is in a reference state. It has a correction means.
According to such a configuration, it is possible to accurately determine that the rechargeable battery has been replaced while reducing the effects of temperature and SOC.
また、本発明は、前記特定情報は、前記充電可能電池のサイズを特定する情報であり、前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるサイズを有する前記充電可能電池の前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が属する範囲を規定し、前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、異なるサイズの充電可能電池が搭載されたことを正確に判定することができる。
Further, according to the present invention, the specific information is information for specifying a size of the rechargeable battery, and the determination threshold value configures the equivalent circuit of the rechargeable battery having a size specified by the specific information. An element value or a range to which a predetermined value obtained from the element value belongs is defined, and the determination unit is configured to obtain an element value constituting the equivalent circuit obtained by the calculation unit or a predetermined value obtained from the element value. When it does not belong to the range defined by the determination threshold, it is determined that there is a mismatch between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information.
According to such a configuration, it can be accurately determined that rechargeable batteries of different sizes are mounted.
また、本発明は、前記特定情報は、前記充電可能電池のサイズを特定する情報であり、前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるサイズを有する前記充電可能電池の熱的な特性を示す値が属する範囲を規定し、前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記熱的な特性を示す値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、異なる熱的特性の充電可能電池が搭載されたことを正確に判定することができる。
Further, according to the present invention, the specific information is information for specifying a size of the rechargeable battery, and the determination threshold indicates a thermal characteristic of the rechargeable battery having a size specified by the specific information. A range to which a value belongs is defined, and the determination unit is mounted on the vehicle if the value indicating the thermal characteristic obtained by the calculation unit does not belong to the range defined by the determination threshold. It is determined that a mismatch has occurred between the rechargeable battery and the specific information.
According to such a configuration, it can be accurately determined that a rechargeable battery having different thermal characteristics is mounted.
また、本発明は、前記特定情報は、前記充電可能電池の種類を特定する情報であり、前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるそれぞれの種類の前記充電可能電池の前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が属する範囲を規定し、前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、異なる種類の充電可能電池が搭載されたことを正確に判定することができる。
Further, according to the present invention, the specific information is information for specifying a type of the rechargeable battery, and the determination threshold value constitutes the equivalent circuit of each type of the rechargeable battery specified by the specific information. The value of the element to be determined or the range to which the predetermined value obtained from the value of the element belongs belongs, and the determination means has the value of the element or the value of the element constituting the equivalent circuit obtained by the calculation means, When it does not belong to the range defined by the determination threshold value, it is determined that there is a mismatch between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information.
According to such a configuration, it can be accurately determined that different types of rechargeable batteries are mounted.
また、本発明は、前記充電可能電池の複数のサイズまたは種類に対応する複数の前記判定閾値を有し、前記判定手段によって、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定された場合には、複数の前記判定閾値を用いて、前記車両に実際に搭載されている前記充電可能電池のサイズまたは種類を推定する推定手段を有する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、異なるサイズまたは種類の充電可能電池が搭載された場合に、当該充電可能電池のサイズまたは種類を正確に推定することができる。
In addition, the present invention includes a plurality of the determination threshold values corresponding to a plurality of sizes or types of the rechargeable batteries, and the determination unit includes the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information. When it is determined that a mismatch has occurred between the plurality of determination threshold values, the estimation means for estimating the size or type of the rechargeable battery actually mounted on the vehicle, It is characterized by that.
According to such a configuration, when a rechargeable battery of a different size or type is mounted, the size or type of the rechargeable battery can be accurately estimated.
また、本発明は、前記推定手段によって推定された前記充電可能電池のサイズまたは種類に基づいて、前記充電可能電池の状態を検出する検出手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、異なるサイズまたは種類の充電可能電池が搭載された場合でも、当該充電可能電池の状態を正確に検出することができる。
In addition, the present invention is characterized by having detection means for detecting the state of the rechargeable battery based on the size or type of the rechargeable battery estimated by the estimation means.
According to such a configuration, even when a rechargeable battery of a different size or type is mounted, the state of the rechargeable battery can be accurately detected.
また、本発明は、車両に搭載された充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出方法において、前記充電可能電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された電圧および電流の値に基づいて、前記充電可能電池の電気的な等価回路を構成する素子の値を計算する計算ステップと、前記車両に搭載される前記充電可能電池の種類を特定する特定情報を前記車両から取得する取得ステップと、前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求められる所定の値が属する範囲を規定する所定の判定閾値と、素子の値または素子の値から求められる所定の値とを比較し、前記所定の範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定する判定ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能となる。
Further, the present invention provides a rechargeable battery state detection method for detecting a state of a rechargeable battery mounted on a vehicle, a measurement step for measuring a voltage and a current of the rechargeable battery, and a voltage measured in the measurement step. And a calculation step for calculating a value of an element constituting an electrically equivalent circuit of the rechargeable battery based on a current value, and specific information for specifying a type of the rechargeable battery mounted on the vehicle An acquisition step acquired from a vehicle, a value of an element constituting the equivalent circuit, a predetermined determination threshold value defining a range to which a predetermined value calculated from the element value belongs, and a predetermined value calculated from the element value or the element value If the value does not belong to the predetermined range, there is a mismatch between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information. It characterized by having a a determination step of determining a.
According to such a method, it is possible to accurately determine that the rechargeable battery has been replaced.
本発明によれば、充電可能電池が交換されたことを正確に判定することが可能な充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a rechargeable battery state detection device and a rechargeable battery state detection method that can accurately determine that a rechargeable battery has been replaced.
次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る充電可能電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、充電可能電池状態検出装置１は、制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、および、放電回路１５を主要な構成要素としており、充電可能電池１４の状態を検出する。なお、制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、および、放電回路１５を別々の構成とするのではなく、これらの一部または全てをまとめた構成としてもよい。
(A) Description of Configuration of First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a diagram showing a power system of a vehicle having a rechargeable battery state detecting device according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the rechargeable battery
ここで、制御部１０は、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３からの出力を参照し、充電可能電池１４の状態を検出するとともに、オルタネータ１６の発電電圧を制御することで充電可能電池１４の充電状態を制御する。電圧センサ１１は、充電可能電池１４の端子電圧を検出し、制御部１０に通知する。電流センサ１２は、充電可能電池１４に流れる電流を検出し、制御部１０に通知する。温度センサ１３は、充電可能電池１４の電解液または充電可能電池１４の周囲の温度を検出し、制御部１０に通知する。なお、制御部１０がオルタネータ１６の発電電圧を制御することで充電可能電池１４の充電状態を制御するのではなく、例えば、図示しないＥＣＵ（Electric Control Unit）が充電状態を制御するようにしてもよい。
Here, the
充電可能電池１４は、電解液を有する充電可能電池、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、または、ニッケル水素電池等によって構成され、オルタネータ１６によって充電され、スタータモータ１８を駆動してエンジンを始動するとともに、負荷１９に電力を供給する。なお、充電可能電池１４は、複数のセルを直列接続して構成されている。
The
放電回路１５は、例えば、直列接続された半導体スイッチおよび抵抗素子等によって構成され、制御部１０の制御に応じて半導体スイッチをオン／オフすることで、充電可能電池１４を所定の電流で放電させる。
The
オルタネータ１６は、エンジン１７によって駆動され、交流電力を発生して整流回路によって直流電力に変換し、充電可能電池１４を充電する。オルタネータ１６は、制御部１０によって制御され、発電電圧を調整することが可能とされている。
The
エンジン１７は、例えば、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成され、スタータモータ１８によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し、車両に推進力を与えるとともに、オルタネータ１６を駆動して電力を発生させる。スタータモータ１８は、例えば、直流電動機によって構成され、充電可能電池１４から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン１７を始動する。負荷１９は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、シートヒータ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等によって構成され、充電可能電池１４から供給される電力によって動作する。なお、図１の例では、エンジン１７のみが駆動力を出力する構成としたが、例えば、エンジン１７をアシストする電動モータを具備したハイブリッド車であってもよい。ハイブリッド車の場合、充電可能電池１４は、リチウム電池等によって構成される高圧システム（電動モータを駆動するシステム）を起動し、高圧システムがエンジン１７を始動する。
The
図２は、図１に示す制御部１０の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、通信部１０ｄ、Ｉ／Ｆ（Interface）１０ｅ、および、バス１０ｆを有している。ここで、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂに格納されているプログラム１０ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１０ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１０ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａを実行する際に生成されるデータや、テーブル等のデータ１０ｃａを格納する。通信部１０ｄは、上位の装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）等との間で通信を行い、検出した情報または制御情報を上位装置に通知する。Ｉ／Ｆ１０ｅは、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３から供給される信号をデジタル信号に変換して取り込むとともに、放電回路１５、オルタネータ１６、および、スタータモータ１８等に駆動電流を供給してこれらを制御する。バス１０ｆは、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃ、通信部１０ｄ、および、Ｉ／Ｆ１０ｅを相互に接続し、これらの間で情報の授受を可能とするための信号線群である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the
（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。なお、以下では、本発明の第１実施形態の動作について説明した後、図７を参照してこのような動作を実現するためのフローチャートの処理について説明する。
(B) Description of Operation of First Embodiment of the Invention Next, operation of the first embodiment of the present invention will be described. In the following, the operation of the first embodiment of the present invention will be described, and then the processing of the flowchart for realizing such operation will be described with reference to FIG.
本発明の第１実施形態の動作について説明する。車両のエンジン１７が停止され、所定の時間（例えば、数時間）が経過し、充電可能電池１４の分極および成層化が解消されると、制御部１０のＣＰＵ１０ａは、図示しないＥＣＵ（Electric Control Unit）から、通信部１０ｄを介して充電可能電池１４の種類を特定するための情報であるＩＤ（Identification）を取得する。より詳細には、ＥＣＵには、例えば、車両に搭載されるべき充電可能電池のサイズを特定するためのＩＤが格納されており、ＣＰＵ１０ａは、ＥＣＵからＩＤを取得する。
The operation of the first embodiment of the present invention will be described. When the
ＣＰＵ１０ａは、ＥＣＵから取得したＩＤに対応する定数をＲＯＭ１０ｂから取得する。より詳細には、図３に示す、充電可能電池１４の電気的な等価回路を構成する素子の素子値を最適化するための定数を取得する。なお、充電可能電池１４の電気的な等価回路を構成する素子の素子値を最適化するための定数は、充電可能電池１４のサイズによって異なることから、ＲＯＭ１０ｂは、複数のサイズに対応する定数を記憶しておき、これら複数の定数の中からＩＤに対応する定数を取得する。図３に示す等価回路では、導電抵抗および液抵抗（以下では「導電抵抗・液抵抗」と称する）であるＲｏｈｍ、反応抵抗であるＲｃｔ１，Ｒｃｔ２、および、電気二重層容量であるＣ１，Ｃ２を有している。なお、最適化の手法としては、例えば、特許第４５３２４１６号に記載されているように、拡張カルマンフィルタ演算により最適な状態ベクトルＸを推定し、推定された状態ベクトルＸから等価回路の調整パラメータ（素子値）を最適なものに更新する。具体的には、ある状態における状態ベクトルＸから得られる調整パラメータを用いた等価回路に基づき、所定の電流パターンで充電可能電池に放電させたときの電圧降下ΔＶを計算し、これが実測値に近づくように状態ベクトルＸを更新する。そして、更新により最適化された状態ベクトルＸから、最適な調整パラメータを算出する。もちろん、これ以外の方法で最適化してもよい。
The CPU 10a acquires a constant corresponding to the ID acquired from the ECU from the ROM 10b. More specifically, constants for optimizing the element values of the elements constituting the electrically equivalent circuit of the
つぎに、ＣＰＵ１０ａは、放電回路１５を制御して、充電可能電池１４を所定の電流パターンとなるようにパルス放電させる。このとき、ＣＰＵ１０ａは、所定の電流パターンで充電可能電池１４に放電させたときの電圧降下ΔＶを計算し、これが実測値に近づくように状態ベクトルＸを更新する。そして、ＣＰＵ１０ａは、最適化によって得られた等価回路の素子値から、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍを取得する。
Next, the CPU 10a controls the
つぎに、ＣＰＵ１０ａは、温度センサ１３の出力を参照し、その時点における充電可能電池１４の周辺温度を検出し、検出した周辺温度を、充電可能電池１４の熱的等価回路に基づいて、充電可能電池１４の電解液温度を推定する。例えば、充電可能電池１４を、熱容量、熱抵抗、および、熱源からなる熱的等価回路として構成し、周辺温度および熱源からの熱量と、熱抵抗および熱容量とに基づいて、電解液の温度を推定する。
Next, the CPU 10 a refers to the output of the
また、ＣＰＵ１０ａは、その時点のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）から、充電可能電池１４の充電率ＳＯＣ（State of Charge）を計算する。
Further, the CPU 10a calculates a charge rate SOC (State of Charge) of the
つぎに、ＣＰＵ１０ａは、電解液温度と、ＳＯＣとに基づいて、充電可能電池１４の導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍを補正する。図４は、補正の様子を模式的に示す図である。図４において、横軸は測定時の電解液温度を示し、縦軸は測定時のＳＯＣを示している。例えば、Ｒｏｈｍを測定時の電解液温度がＴｍ＿１であり充電率がＳＯＣｍ＿１であった場合、これを基準状態である温度Ｔｓｔｄおよび充電率ＳＯＣｓｔｄの状態における値に補正するとＲｏｈｍ＿ｓｔｄになる。また、同様に、Ｒｏｈｍを測定時の電解液温度がＴｍ＿２であり充電率がＳＯＣｍ＿２であった場合、これを基準状態である温度Ｔｓｔｄおよび充電率ＳＯＣｓｔｄの状態における値に補正するとＲｏｈｍ＿ｓｔｄになる。なお、基準状態の電解液温度としては、例えば、２５℃とすることができ、基準状態の充電率としては１００％とすることができる。もちろん、これ以外の値としてもよい。
Next, the CPU 10a corrects the conductive resistance / liquid resistance Rohm of the
つぎに、ＣＰＵ１０ａは、充電可能電池１４のサイズを判定するための判定閾値をＲＯＭ１０ｂから取得する。より詳細には、ＲＯＭ１０ｂには、充電可能電池１４のサイズ毎に判定閾値が格納されている。ＣＰＵ１０ａは、ＥＣＵから供給されたＩＤに対応する判定閾値をＲＯＭ１０ｂから取得する。
Next, the CPU 10a acquires a determination threshold value for determining the size of the
図５は、ＥＣＵに登録されている指定サイズであるＡサイズに対応する充電可能電池１４の判定閾値の一例を示している。図５の横軸は、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍの値を示し、右側ほどＲｏｈｍの値が大きいことを示す。図５の例では、例えば、ＥＮ（European Norm）規格のＬＮ１に対応する規格であり、Ａサイズの下限閾値および上限閾値、Ａサイズよりも大きいサイズのＢサイズの下限閾値、Ａサイズよりも小さいサイズのＣサイズの上限閾値が例示されている。ＲｏｈｍやＲｏｈｍ＿ｓｔｄの値を、このような閾値と比較することで、現在、車両に搭載されている充電可能電池１４が、指定のＡサイズであるか否かを判定することができる。
FIG. 5 shows an example of the determination threshold value of the
ところで、等価回路の素子値は、測定時の条件によって、誤差の大小が異なる。図６は、測定時の電解液温度と、等価回路の素子値の平均値からのずれを示す図である。図６の横軸は、等価回路の素子値の平均値からのずれ［ａｕ（arbitrary unit）］を示し、縦軸は確率密度を示している。また、実線の曲線は基準温度（例えば、２５℃）における等価回路の素子値の平均値からのずれの分布を示し、間隔が長い破線の曲線は基準温度±１０℃における等価回路の素子値の平均値からのずれの分布を示し、間隔が短い破線の曲線は基準温度±２０℃における等価回路の素子値の平均値からのずれの分布を示している。図６に示すように、測定時の温度が基準温度から乖離するにつれて、分布曲線が広がっており、平均値からのずれが大きいことを示している。 By the way, the element value of the equivalent circuit varies in magnitude depending on the measurement conditions. FIG. 6 is a diagram showing the deviation from the average value of the electrolyte temperature during measurement and the element value of the equivalent circuit. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the deviation [au (arbitrary unit)] from the average value of the element values of the equivalent circuit, and the vertical axis indicates the probability density. The solid curve shows the distribution of deviation from the average value of the equivalent circuit element value at the reference temperature (for example, 25 ° C.), and the long dashed curve shows the element value of the equivalent circuit at the reference temperature ± 10 ° C. The distribution of deviation from the average value is shown, and the dashed curve with a short interval shows the distribution of deviation from the average value of the element values of the equivalent circuit at the reference temperature ± 20 ° C. As shown in FIG. 6, as the temperature at the time of measurement deviates from the reference temperature, the distribution curve spreads, indicating that the deviation from the average value is large.
すなわち、測定時の電解液温度が、基準温度から乖離している場合、補正後の等価回路の素子値は、誤差を含む可能性が高い。このため、本実施形態では、図５に示す判定閾値を、測定時の温度およびＳＯＣに応じて変更する。例えば、電解液温度の場合、等価回路の素子値を測定した時点における電解液温度が、基準温度と等しい場合には、図６に示す実線の縦線を判定閾値とし、基準温度±１０である場合には、図６に示す間隔が長い破線を判定閾値とし、基準温度±２０である場合には、図６に示す間隔が短い破線を判定閾値とする。 That is, when the electrolyte temperature at the time of measurement deviates from the reference temperature, the element value of the corrected equivalent circuit is likely to contain an error. For this reason, in this embodiment, the determination threshold value shown in FIG. 5 is changed according to the temperature and SOC at the time of measurement. For example, in the case of the electrolytic solution temperature, when the electrolytic solution temperature at the time when the element value of the equivalent circuit is measured is equal to the reference temperature, the solid vertical line shown in FIG. In this case, a broken line with a long interval shown in FIG. 6 is set as a determination threshold, and when the reference temperature is ± 20, a broken line with a short interval shown in FIG. 6 is set as a determination threshold.
これを、図５を参照して説明すると、測定時の電解液温度が基準温度と等しい場合には、例えば、図５に示すＡサイズ下限閾値およびＡサイズ上限閾値を用いて、Ａサイズか否かの判定を行う。また、基準温度±１０である場合には、図５に示すＡサイズ下限閾値およびＡサイズ上限閾値の間隔を広く設定し、基準温度±２０である場合には、図５に示すＡサイズ下限閾値およびＡサイズ上限閾値の間隔をさらに広く設定する。 This will be described with reference to FIG. 5. When the electrolyte temperature at the time of measurement is equal to the reference temperature, for example, using the A size lower limit threshold and the A size upper limit threshold shown in FIG. Judgment is made. Further, when the reference temperature is ± 10, the interval between the A size lower limit threshold and the A size upper limit threshold shown in FIG. 5 is set wide. When the reference temperature is ± 20, the A size lower limit threshold shown in FIG. And the interval of the A size upper limit threshold is set wider.
この結果、Ｒｏｈｍの値が図５に示すＡサイズの範囲内に収まる場合には、ＥＣＵに格納されているＩＤによって特定される充電可能電池１４のサイズと、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズが同じと判定する。
As a result, when the value of Rohm falls within the range of the A size shown in FIG. 5, the size of the
一方、Ｒｏｈｍの値が図５に示すＡサイズの範囲内に収まらない場合には、ＥＣＵに格納されているＩＤによって特定される充電可能電池１４のサイズと、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズが異なると判定する。なお、異なると判定した場合には、図５の他の閾値と比較することで、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズを推定する。例えば、Ａサイズ上限閾値よりも大きく、Ｃサイズ上限閾値以下である場合には、Ｃサイズと推定することができる。
On the other hand, when the value of Rohm does not fall within the range of the A size shown in FIG. 5, the size of the
ＣＰＵ１０ａは、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズが、ＩＤによって特定されるサイズと同じである場合には、現在、使用している定数を使用して、充電可能電池１４の状態を検出する。また、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズが、ＩＤによって特定されるサイズと異なると判定した場合には、推定されたサイズ（例えば、図５の例では、Ｃサイズ）に対応する定数をＲＯＭ１０ｂから新たに取得し、新たに取得した定数に基づいて、充電可能電池１４の状態を検出する。
When the size of the
以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、等価回路の素子値に基づいて、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズが、ＩＤによって特定されるサイズと同じか否かを判定することができるので、異なるサイズの充電可能電池１４が搭載されたことを検出することができる。また、異なるサイズの充電可能電池１４が搭載されている場合には、図５に示す閾値に基づいて、実際に搭載されている充電可能電池１４のサイズを推定し、推定した充電可能電池１４に対応する定数を用いることで、充電可能電池１４の状態を正確に推定することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, whether or not the size of the actually mounted
つぎに、図７を参照して、本発明の実施形態において実行される処理について説明する。図７に示す処理は、例えば、車両が停車されてから所定の時間（例えば、数時間）が経過した場合に実行される。図７の処理が開始されると、以下のステップが実行される。 Next, processing executed in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The process illustrated in FIG. 7 is executed, for example, when a predetermined time (for example, several hours) has elapsed since the vehicle stopped. When the process of FIG. 7 is started, the following steps are executed.
ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０ａは、車両から充電可能電池１４のＩＤを取得する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、通信部１０ｄを介して、図示しないＥＣＵから、車両に搭載されるべき充電可能電池１４を特定するためのＩＤを取得する。
In step S10, the CPU 10a acquires the ID of the
ステップＳ１１では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０で取得したＩＤに対応する定数を、ＲＯＭ１０ｂから取得する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、図３に示す、充電可能電池１４の電気的な等価回路を構成する素子値を最適化するための定数を取得する。
In step S11, the CPU 10a acquires a constant corresponding to the ID acquired in step S10 from the ROM 10b. More specifically, the CPU 10a acquires constants for optimizing the element values constituting the electrical equivalent circuit of the
ステップＳ１２では、ＣＰＵ１０ａは、放電回路１５を制御して、充電可能電池１４の放電を開始する。
In step S12, the CPU 10a controls the discharging
ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０ａは、電圧センサ１１および電流センサ１２の出力を参照し、放電中の電圧および電流の値を測定する。
In step S13, the CPU 10a refers to the outputs of the
ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０ａは、測定を終了するか否かを判定し、測定を終了すると判定した場合（ステップＳ１４：Ｙ）にはステップＳ１５に進み、それ以外の場合（ステップＳ１４：Ｎ）にはステップＳ１３に戻って同様の処理を繰り返す。ステップＳ１３〜ステップＳ１４の処理の繰り返しにより、放電中における充電可能電池１４の電圧および電流が測定されて、ＲＡＭ１０ｃに格納される。
In step S14, the CPU 10a determines whether or not to end the measurement. If it is determined that the measurement is to be ended (step S14: Y), the process proceeds to step S15, and otherwise (step S14: N). Returning to step S13, the same processing is repeated. By repeating the processing of step S13 to step S14, the voltage and current of the
ステップＳ１５では、ＣＰＵ１０ａは、放電回路１５を制御して、放電を終了する。
In step S15, the CPU 10a controls the
ステップＳ１６では、ＣＰＵ１０ａは、等価回路の素子値を最適化する処理を実行する。より詳細には、所定の電流パターンで充電可能電池１４に放電させたときの電圧降下ΔＶを計算し、これが実測値に近づくように状態ベクトルＸを更新することで、等価回路の素子値を最適化する。
In step S16, the CPU 10a executes a process of optimizing the element value of the equivalent circuit. More specifically, the voltage drop ΔV when the
ステップＳ１７では、ＣＰＵ１０ａは、温度センサ１３の出力を参照して充電可能電池１４の周辺温度を検出し、検出した周辺温度を充電可能電池１４の熱的な等価回路に適用することで、充電可能電池１４の電解液の温度を推定する。
In step S <b> 17, the CPU 10 a refers to the output of the
ステップＳ１８では、ＣＰＵ１０ａは、電圧センサ１１の出力を参照して、その時点のＯＣＶを測定し、測定したＯＣＶとＳＯＣの関係式に基づいて、ＳＯＣを算出する。なお、ＯＣＶとＳＯＣの関係式は、例えば、ＲＯＭ１０ｂに予め格納しておくことができる。
In step S18, the CPU 10a refers to the output of the
ステップＳ１９では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１６で最適化された等価回路に含まれる導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍを、ステップＳ１７で検出した電解液温度を参照して、基準温度（例えば、２５℃）における導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍの値に補正する。 In step S19, the CPU 10a refers to the electrolytic solution temperature detected in step S17 for the conductive resistance / liquid resistance Rohm included in the equivalent circuit optimized in step S16, and conducts at the reference temperature (for example, 25 ° C.). The resistance / liquid resistance Rohm is corrected.
ステップＳ２０では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１６で最適化された等価回路に含まれる導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍを、ステップＳ１８で検出したＳＯＣの値を参照して、基準ＳＯＣ（例えば、１００％）における導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍの値に補正する。 In step S20, the CPU 10a refers to the value of the SOC detected in step S18 for the conductive resistance / liquid resistance Rohm included in the equivalent circuit optimized in step S16, and conducts in the reference SOC (for example, 100%). The resistance / liquid resistance Rohm is corrected.
ステップＳ２１では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０で取得したＩＤに対応する判定閾値をＲＯＭ１０ｂから取得する。例えば、ＩＤによって指摘される標準の充電可能電池１４のサイズがＡサイズである場合には、図５に示すＡサイズ下限閾値およびＡサイズ上限閾値が取得される。
In step S21, the CPU 10a acquires a determination threshold corresponding to the ID acquired in step S10 from the ROM 10b. For example, when the size of the standard
ステップＳ２２では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２１で取得した判定閾値を、ステップＳ１７で検出したその時点における電解液温度によって補正する。例えば、図６に示すように、基準温度と同じ温度である場合には補正は行わない。また、基準温度±１０℃である場合には、Ａサイズ上限閾値を大きくし、Ａサイズ下限閾値を小さくする。さらに、基準温度±２０℃である場合には、Ａサイズ上限閾値をさらに大きくし、Ａサイズ下限閾値をさらに小さくする。 In step S22, CPU10a correct | amends the determination threshold value acquired by step S21 with the electrolyte solution temperature in the time detected by step S17. For example, as shown in FIG. 6, no correction is performed when the temperature is the same as the reference temperature. When the reference temperature is ± 10 ° C., the A size upper limit threshold is increased and the A size lower limit threshold is decreased. Further, when the reference temperature is ± 20 ° C., the A size upper limit threshold is further increased, and the A size lower limit threshold is further decreased.
ステップＳ２３では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２２で補正した判定閾値を、ステップＳ１８で算出したその時点におけるＳＯＣによって補正する。例えば、基準ＳＯＣと同じ値である場合には補正は行わない。また、基準ＳＯＣ±１０％である場合には、Ａサイズ上限閾値を大きくし、Ａサイズ下限閾値を小さくする。さらに、基準ＳＯＣ±２０％である場合には、Ａサイズ上限閾値をさらに大きくし、Ａサイズ下限閾値をさらに小さくする。なお、ＳＯＣの場合、ＳＯＣの値が大きい場合（例えば、９０％以上の場合）には、誤差は小さいが、ＳＯＣの値が小さい場合には誤差が大きくなるので、このような特性も考慮して、判定閾値を補正することが望ましい。 In step S23, the CPU 10a corrects the determination threshold value corrected in step S22 by the SOC at that time calculated in step S18. For example, when the value is the same as the reference SOC, no correction is performed. When the reference SOC is ± 10%, the A size upper limit threshold is increased and the A size lower limit threshold is decreased. Further, when the reference SOC is ± 20%, the A size upper limit threshold is further increased, and the A size lower limit threshold is further decreased. In the case of SOC, when the SOC value is large (for example, 90% or more), the error is small, but when the SOC value is small, the error becomes large. Thus, it is desirable to correct the determination threshold.
ステップＳ２４では、ＣＰＵ１０ａは、ＩＤと充電可能電池１４が不整合か否かを判定し、不整合と判定した場合（ステップＳ２４：Ｙ）にはステップＳ２５に進み、それ以外の場合（ステップＳ２４：Ｎ）には処理を終了する。より詳細には、ＩＤによってＡサイズが指定されている場合に、搭載されている充電可能電池１４がＡサイズの場合にはＮと判定して処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ２５に進む。
In step S24, the CPU 10a determines whether or not the ID and the
ステップＳ２５では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値に基づいて、正しい情報を推定する。例えば、図５に示す閾値に基づいて、充電可能電池１４のサイズを推定する。
In step S25, the CPU 10a estimates correct information based on the determination threshold. For example, the size of the
ステップＳ２６では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ２５で推定した正しい情報に対応する定数をＲＯＭ１０ｂから取得し、正しい定数として設定する。これにより、ＩＤとはサイズが異なる充電可能電池１４が搭載された場合であっても、充電可能電池１４の状態を正確に検出することができる。
In step S26, the CPU 10a acquires a constant corresponding to the correct information estimated in step S25 from the ROM 10b and sets it as a correct constant. Thereby, even if it is a case where the
なお、以上の処理によって正しい定数が設定されると、図３に示す等価回路の素子値を正しく最適化することができるので、最適化した素子値に基づいて、充電可能電池１４の状態（例えば、ＳＯＣ、ＳＯＦ（State of Function）、ＳＯＨ（State of Health））を正しく推定することができる。 Note that when the correct constant is set by the above processing, the element value of the equivalent circuit shown in FIG. 3 can be correctly optimized. Therefore, based on the optimized element value, the state of the rechargeable battery 14 (for example, , SOC, SOF (State of Function), SOH (State of Health)) can be correctly estimated.
（Ｃ）本発明の第２実施形態の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の構成は、図１と同様であるが、動作が異なっているので、以下では、第２実施形態の動作について説明する。
(C) Description of Second Embodiment of the Present Invention Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the second embodiment is the same as that of FIG. 1, but the operation is different. Therefore, the operation of the second embodiment will be described below.
第２実施形態では、車両に格納されているＩＤは、充電可能電池１４の種類を特定する。より詳細には、充電可能電池１４がアイドリングストップ専用であるか、または、ノーマル液式であるかを特定する。
In the second embodiment, the ID stored in the vehicle specifies the type of the
図８は、横軸が抵抗Ｒｃｔを示し、縦軸が容量Ｃの逆数（＝１／Ｃ）を示し、このようなグラフ上にアイドリングストップ専用の充電可能電池と、ノーマル液式の充電可能電池の測定結果をプロットしたものである。この図８の例では、分離曲線よりも上側（図の上側）に存在する充電可能電池はアイドリングストップ専用であり、下側（図の下側）に存在する充電可能電池はノーマル液式である。したがって、分離曲線とＣの逆数（＝１／Ｃ）の大小関係を調べることによりアイドリングストップ専用であるかまたはノーマル液式であるかを判定することができる。 FIG. 8 shows the resistance Rct on the horizontal axis and the reciprocal (= 1 / C) of the capacity C on the vertical axis. On such a graph, a rechargeable battery dedicated to idling stop and a normal liquid type rechargeable battery The measurement results are plotted. In the example of FIG. 8, the rechargeable battery existing above the separation curve (upper side of the figure) is dedicated to idling stop, and the rechargeable battery existing below (lower side of the figure) is a normal liquid type. . Therefore, by examining the magnitude relationship between the separation curve and the reciprocal of C (= 1 / C), it can be determined whether it is dedicated to idling stop or normal liquid type.
図９は、第２実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。図９において、図７と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図９では、図７と比較すると、ステップＳ１９〜ステップＳ２６がステップＳ３０〜ステップＳ３７に置換されているので、これらを中心に説明する。 FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of processing executed in the second embodiment. 9, parts corresponding to those in FIG. 7 are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted. In FIG. 9, compared with FIG. 7, steps S <b> 19 to S <b> 26 are replaced with steps S <b> 30 to S <b> 37.
ステップＳ３０では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１６で最適化された等価回路の素子値から反応抵抗Ｒｃｔ１と電気二重層容量Ｃ１の値を取得し、これらの値をステップＳ１７で検出した電解液温度に基づいて補正する。すなわち、反応抵抗Ｒｃｔ１と電気二重層容量Ｃ１の値を、基準温度（例えば、２５℃）における値に補正する。 In step S30, the CPU 10a acquires the values of the reaction resistance Rct1 and the electric double layer capacitance C1 from the element values of the equivalent circuit optimized in step S16, and these values are based on the electrolyte temperature detected in step S17. to correct. That is, the values of the reaction resistance Rct1 and the electric double layer capacitance C1 are corrected to values at a reference temperature (for example, 25 ° C.).
ステップＳ３１では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ３０で補正された反応抵抗Ｒｃｔ１と電気二重層容量Ｃ１を、ステップＳ１８で算出したＳＯＣの値に基づいて補正する。すなわち、反応抵抗Ｒｃｔ１と電気二重層容量Ｃ１の値を、基準ＳＯＣ（例えば、１００％）における値に補正する。 In step S31, the CPU 10a corrects the reaction resistance Rct1 and the electric double layer capacitance C1 corrected in step S30 based on the SOC value calculated in step S18. That is, the values of the reaction resistance Rct1 and the electric double layer capacitance C1 are corrected to values in the reference SOC (for example, 100%).
ステップＳ３２では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値を取得する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、取得したＲｃｔ１の値を、例えば、所定の関数ｆ（Ｒｃｔ１）に適用し、充電可能電池１４の種類を識別するための指標値を算出する。なお、指標値を算出するための関数ｆ（Ｒｃｔ１）としては、例えば、以下の式（１）を用いることができる。
In step S32, the CPU 10a acquires a determination threshold value. More specifically, the CPU 10a applies the acquired value of Rct1 to, for example, a predetermined function f (Rct1), and calculates an index value for identifying the type of the
ｆ（Ｒｃｔ１）＝Ａ×ｅｘｐ（Ｂ×Ｒｃｔ１）＋Ｃ ・・・（１）
但し、Ａ，Ｂ，Ｃは、実験等によって予め求めた定数である。
f (Rct1) = A × exp (B × Rct1) + C (1)
However, A, B, and C are constants obtained in advance by experiments or the like.
ステップＳ３３では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値としての関数ｆ（Ｒｃｔ１）を、ステップＳ１７で検出した電解液温度に基づいて補正する。なお、補正の方法としては、温度の上昇および下降に応じた関数ｆ（Ｒｃｔ１）の値の変動に基づいて補正することができる。図１０は、判定閾値の補正の様子を模式的に示す図である。図１０（Ａ）は補正前の状態を示し、図１０（Ｂ）は補正後の状態を示している。なお、図１０において横軸はＲｃｔ１［ａｕ］を示し、縦軸は１／Ｃ１［ａｕ］を示している。四角形は判定する対象となるデータを示している。また、間隔が短い破線はＲｃｔ１の上限値を示し、間隔が長い破線はＲｃｔ１の下限値を示し、一点鎖線はＣ１の上限値を示し、二点鎖線はＣ１の下限値を示している。例えば、電解液温度が基準温度に近い場合には、図１０（Ａ）のような判定閾値とされ、電解液温度が基準温度の値から乖離している場合には、図１０（Ｂ）のような判定閾値とされる。 In step S33, the CPU 10a corrects the function f (Rct1) as the determination threshold based on the electrolyte temperature detected in step S17. As a correction method, correction can be performed based on a change in the value of the function f (Rct1) corresponding to the rise and fall of the temperature. FIG. 10 is a diagram schematically illustrating how the determination threshold value is corrected. FIG. 10A shows a state before correction, and FIG. 10B shows a state after correction. In FIG. 10, the horizontal axis represents Rct1 [au], and the vertical axis represents 1 / C1 [au]. Squares indicate data to be determined. A broken line with a short interval indicates an upper limit value of Rct1, a broken line with a long interval indicates a lower limit value of Rct1, a one-dot chain line indicates an upper limit value of C1, and a two-dot chain line indicates a lower limit value of C1. For example, when the electrolyte temperature is close to the reference temperature, the determination threshold value is as shown in FIG. 10A, and when the electrolyte temperature deviates from the reference temperature value, the determination threshold shown in FIG. Such a determination threshold is set.
ステップＳ３４では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値としての関数ｆ（Ｒｃｔ１）を、ステップＳ１８で算出したＳＯＣの値に基づいて補正する。なお、補正の方法としては、ＳＯＣの増加および下降に応じた関数ｆ（Ｒｃｔ１）の値の変動に基づいて補正することができる。なお、ＳＯＣについても、前述した図１０と同様の補正がされる。すなわち、ＳＯＣの値が基準ＳＯＣに近い場合には、図１０（Ａ）のような判定閾値とされ、ＳＯＣの値が基準ＳＯＣから乖離している場合には、図１０（Ｂ）のような判定閾値とされる。 In step S34, the CPU 10a corrects the function f (Rct1) as the determination threshold value based on the SOC value calculated in step S18. As a correction method, correction can be performed based on a change in the value of the function f (Rct1) in accordance with the increase and decrease of the SOC. The SOC is also corrected in the same manner as in FIG. That is, when the SOC value is close to the reference SOC, the determination threshold is as shown in FIG. 10A, and when the SOC value deviates from the reference SOC, the determination threshold is as shown in FIG. A determination threshold is set.
ステップＳ３５では、ＣＰＵ１０ａは、ＩＤと充電可能電池１４が不整合か否かを判定する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、以上のようにして求めた指標値ｆ（Ｒｃｔ１）と１／Ｃ１を比較し、１／Ｃ１が指標値ｆ（Ｒｃｔ１）を超える場合には、充電可能電池１４が、例えば、アイドリングストップ専用の充電可能電池と判定し、また、１／Ｃ１が指標値ｆ（Ｒｃｔ１）を越えない場合には、充電可能電池１４が、例えば、ノーマル液式の充電可能電池と判定する。そして、ＩＤによって特定される充電可能電池１４と、実際に搭載されている充電可能電池１４が不整合か否かを判定し、不整合と判定した場合（ステップＳ３５：Ｙ）にはステップＳ３６に進み、それ以外の場合（ステップＳ３５：Ｎ）には処理を終了する。より詳細には、ＩＤで特定されている充電可能電池１４がアイドリングストップ専用である場合に、搭載されている充電可能電池１４がアイドリングストップ専用であるときはＮと判定して処理を終了し、それ以外の場合にはＹと判定してステップＳ３６に進む。
In step S35, the CPU 10a determines whether or not the ID and the
なお、以上では、Ｒｃｔ１とＣ１を用いて判定するようにしたが、これ以外の値（例えば、Ｒｃｔ２とＣ２）を用いるようにしてもよい。もちろん、Ｒｃｔ１，Ｒｃｔ２，Ｃ１，Ｃ２を組み合わせて用いるようにしたり、Ｒｃｔ１とＣ２、Ｒｃｔ２とＣ１を組み合わせて用いるようにしたりしてもよい。 In the above description, the determination is made using Rct1 and C1, but other values (for example, Rct2 and C2) may be used. Of course, Rct1, Rct2, C1, and C2 may be used in combination, or Rct1 and C2, and Rct2 and C1 may be used in combination.
図８に、分離曲線として示す曲線は、前述した指標値ｆ（Ｒｃｔ）を示している。この図８の例では、分離曲線よりも上側（図の上側）に存在する充電可能電池はアイドリングストップ専用であり、下側（図の下側）に存在する充電可能電池はノーマル液式である。したがって、分離曲線である指標値ｆ（Ｒｃｔ）とＣの逆数（＝１／Ｃ）の大小関係を調べることによりアイドリングストップ専用であるかまたはノーマル液式であるかを判定することができる。 A curve shown as a separation curve in FIG. 8 indicates the index value f (Rct) described above. In the example of FIG. 8, the rechargeable battery existing above the separation curve (upper side of the figure) is dedicated to idling stop, and the rechargeable battery existing below (lower side of the figure) is a normal liquid type. . Therefore, by examining the magnitude relationship between the index value f (Rct), which is a separation curve, and the reciprocal of C (= 1 / C), it can be determined whether it is dedicated to idling stop or normal liquid type.
ステップＳ３６では、ＣＰＵ１０ａは、正しい情報を推定する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ３５での判定結果に基づいて、充電可能電池１４がアイドリングストップ専用であるか、または、ノーマル液式かを推定する。
In step S36, the CPU 10a estimates correct information. More specifically, the CPU 10a estimates whether the
ステップＳ３７では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ３７での推定結果に基づいて、定数を置換する。例えば、ＣＰＵ１０ａが、充電可能電池１４がアイドリングストップ専用であると判定した場合には、アイドリングストップ専用の定数をＲＯＭ１０ｂから取得し、取得した定数に基づいて等価回路を最適化し、最適化された等価回路に基づいて充電可能電池１４の状態を検出する。一方、充電可能電池１４がノーマル液式であると判定した場合には、ノーマル液式専用の定数をＲＯＭ１０ｂから取得し、取得した定数に基づいて等価回路を最適化し、最適化された等価回路に基づいて充電可能電池１４の状態を検出する。
In step S37, the CPU 10a replaces the constant based on the estimation result in step S37. For example, when the CPU 10a determines that the
以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、車両が有している充電可能電池１４のＩＤと、実際に搭載された充電可能電池１４とが一致していない場合、例えば、車両情報ではアイドリングストップ専用の充電可能電池１４が指示されているにも係わらず、ノーマル液式の充電可能電池１４が搭載されている場合には、これを検出するとともに、定数をノーマル液式用に変更することができる。これにより、ＩＤとは異なる充電可能電池１４が搭載された場合でも、充電可能電池１４の状態を正確に検出することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, when the ID of the
（Ｄ）本発明の第３実施形態の説明
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の構成は、図１と同様であるが、動作が異なっているので、以下では、第３実施形態の動作について説明する。
(D) Description of Third Embodiment of the Present Invention Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the third embodiment is the same as that of FIG. 1, but the operation is different. Therefore, the operation of the third embodiment will be described below.
本発明の第３実施形態では、車両に格納されているＩＤは、充電可能電池１４のサイズを特定し、充電可能電池状態検出装置１では、サイズに基づいて充電可能電池１４の熱的特性を特定し、充電可能電池１４の電解液温度を推定する。
In the third embodiment of the present invention, the ID stored in the vehicle specifies the size of the
図１１は、充電可能電池１４のサイズと熱的特性の関係を示す図である。充電可能電池１４に充放電電流が流れると、ジュール熱および化学反応熱が発生する。これらの熱は、充電可能電池１４の温度を上昇させるが、上昇率は充電可能電池１４のサイズによって異なる。すなわち、充電可能電池１４のサイズが小さい方が温度上昇率（図１１に示すグラフの傾き）は大きくなる。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the size of the
図１２は、第３実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。図１２において、図７と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図１２では、図７と比較すると、ステップＳ１９〜ステップＳ２６がステップＳ５０〜ステップＳ５７に置換されているので、これらを中心に説明する。 FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of processing executed in the third embodiment. In FIG. 12, parts corresponding to those in FIG. In FIG. 12, compared with FIG. 7, steps S <b> 19 to S <b> 26 are replaced with steps S <b> 50 to S <b> 57.
ステップＳ５０では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１６で最適化された等価回路の素子値から導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍと反応抵抗Ｒｃｔ１の値を取得し、これらの値を、ステップＳ１７で検出した電解液温度に基づいて補正する。すなわち、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍと反応抵抗Ｒｃｔ１の値を、基準温度（例えば、２５℃）における値に補正する。 In step S50, the CPU 10a acquires the values of the conductive resistance / liquid resistance Rohm and the reaction resistance Rct1 from the element values of the equivalent circuit optimized in step S16, and these values are set to the electrolyte temperature detected in step S17. Correct based on. That is, the values of the conductive resistance / liquid resistance Rohm and the reaction resistance Rct1 are corrected to values at a reference temperature (for example, 25 ° C.).
ステップＳ５１では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ５０で補正された導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍと反応抵抗Ｒｃｔ１の値を、ステップＳ１８で算出したＳＯＣの値に基づいて補正する。すなわち、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍと反応抵抗Ｒｃｔ１の値を、基準ＳＯＣ（例えば、１００％）における値に補正する。 In step S51, the CPU 10a corrects the values of the conductive resistance / liquid resistance Rohm and the reaction resistance Rct1 corrected in step S50 based on the SOC value calculated in step S18. That is, the values of the conductive resistance / liquid resistance Rohm and the reaction resistance Rct1 are corrected to values in the reference SOC (for example, 100%).
ステップＳ５２では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値を取得する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、図１１に示す充放電時の発熱量と、温度センサ１３の温度上昇との関係における判定閾値を取得する。より詳細には、充電可能電池１４に充放電電流が流れると、ジュール熱および化学反応熱が発生する。これらの熱は、充電可能電池１４の温度を上昇させるが、上昇率は充電可能電池１４のサイズによって異なる。すなわち、充電可能電池１４のサイズが小さい方が温度上昇率（図１１に示すグラフの傾き）は大きくなる。例えば、充電可能電池１４がＡサイズである場合、判定閾値は間隔が長い破線と間隔が短い破線が判定閾値となる。ＣＰＵ１０ａは、図１１にグラフで示す判定閾値を取得する。
In step S52, the CPU 10a acquires a determination threshold value. More specifically, the CPU 10a acquires a determination threshold in the relationship between the amount of heat generated during charging / discharging and the temperature increase of the
なお、発熱量Ｑと、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍ、反応抵抗Ｒｃｔ１、電圧Ｖ、電流Ｉ、および、時間ｔとの間には以下の式（３）が成立する。ここで、ｇ（）は、括弧内を変数とする所定の関数である。なお、導電抵抗・液抵抗Ｒｏｈｍ、反応抵抗Ｒｃｔ１、電圧Ｖ、電流Ｉ、および、時間ｔと、熱量との間には相関関係が存在するので、ｇ（）は、例えば、これらの変数の一次関数として示すことができる。 The following formula (3) is established between the calorific value Q, the conductive resistance / liquid resistance Rohm, the reaction resistance Rct1, the voltage V, the current I, and the time t. Here, g () is a predetermined function with variables in parentheses. Since there is a correlation between the conductive resistance / liquid resistance Rohm, reaction resistance Rct1, voltage V, current I, and time t and the amount of heat, g () is, for example, the primary of these variables It can be shown as a function.
Ｑ＝ｇ（Ｒｏｈｍ，Ｒｃｔ１，Ｖ，Ｉ，ｔ） ・・・（３） Q = g (Rohm, Rct1, V, I, t) (3)
また、温度センサ１３による検出値の推定値θと、発熱量Ｑとの間には、以下の式（４）が成立する。ここで、ｈ（）は、括弧内を変数とする所定の関数である。なお、発熱量Ｑと、温度θとの間には相関関係が存在するので、ｈ（）は、例えば、これらの変数の一次関数として示すことができる。
Further, the following equation (4) is established between the estimated value θ of the detected value by the
θ＝ｈ（Ｑ）＝ｈ（ｇ（Ｒｏｈｍ，Ｒｃｔ１，Ｖ，Ｉ，ｔ）） ・・・（４） θ = h (Q) = h (g (Rohm, Rct1, V, I, t)) (4)
ステップＳ５３では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値としての図１１の曲線を、ステップＳ１７で検出した電解液の温度に基づいて補正する。なお、補正の方法としては、温度が基準温度から乖離するに応じて、図１１に示す判定閾値の間隔を広げるようにすればよい。より詳細には、間隔が長い破線（Ａサイズ判定上限）を上方向に拡大するとともに、間隔が短い破線（Ａサイズ判定下限）を下方向に拡大するようにすればよい。 In step S53, the CPU 10a corrects the curve of FIG. 11 as the determination threshold based on the temperature of the electrolytic solution detected in step S17. As a correction method, the interval of the determination thresholds shown in FIG. 11 may be increased as the temperature deviates from the reference temperature. More specifically, a broken line with a long interval (A size determination upper limit) may be expanded upward, and a broken line with a short interval (A size determination lower limit) may be expanded downward.
ステップＳ５４では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値としての図１１の曲線を、ステップＳ１８で算出したＳＯＣの値に基づいて補正する。なお、補正の方法としては、ＳＯＣの値が基準ＳＯＣの値から乖離するに応じて、図１１に示す判定閾値の間隔を広げるようにすればよい。より詳細には、間隔が長い破線（Ａサイズ判定上限）を上方向に拡大するとともに、間隔が短い破線（Ａサイズ判定下限）を下方向に拡大するようにすればよい。 In step S54, the CPU 10a corrects the curve of FIG. 11 as the determination threshold based on the SOC value calculated in step S18. As a correction method, the determination threshold interval shown in FIG. 11 may be increased as the SOC value deviates from the reference SOC value. More specifically, a broken line with a long interval (A size determination upper limit) may be expanded upward, and a broken line with a short interval (A size determination lower limit) may be expanded downward.
ステップＳ５５では、ＣＰＵ１０ａは、ＩＤと充電可能電池１４が不整合か否かを判定する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、以上のようにして求めた判定閾値と、ＩＤによって示されている充電可能電池１４のサイズとを比較し、搭載されている充電可能電池１４がＩＤによって示されているサイズと等しいか否かを判定し、異なる（不整合）と判定した場合（ステップＳ５５：Ｙ）にはステップＳ５６に進み、それ以外の場合（ステップＳ５５：Ｎ）には処理を終了する。
In step S55, the CPU 10a determines whether or not the ID and the
ステップＳ５６では、ＣＰＵ１０ａは、判定閾値に基づいて、正しい情報を推定する。例えば、図１１に示す判定閾値に基づいて、充電可能電池１４のサイズを推定する。
In step S56, the CPU 10a estimates correct information based on the determination threshold. For example, the size of the
ステップＳ５７では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ５６で推定した正しい情報に対応する定数をＲＯＭ１０ｂから取得し、正しい定数として設定する。これにより、ＩＤとはサイズが異なる充電可能電池１４が搭載された場合であっても、誤検出がされることを防止できる。
In step S57, the CPU 10a acquires a constant corresponding to the correct information estimated in step S56 from the ROM 10b and sets it as a correct constant. Thereby, even if it is a case where the
なお、以上の処理によって正しい定数が設定されると、図３に示す等価回路の素子値を正しく最適化することができるので、最適化した素子値に基づいて、充電可能電池１４の電解液温度を正しく推定することができる。このため、充電可能電池１４の状態（例えば、ＳＯＣ、ＳＯＦ（State of Function）、ＳＯＨ（State of Health））を正しく推定することができる。
If the correct constant is set by the above processing, the element value of the equivalent circuit shown in FIG. 3 can be correctly optimized, so that the electrolyte temperature of the
（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、放電回路１５によって充電可能電池１４を放電させ、そのときの電圧および電流に基づいて、充電可能電池１４の等価回路を構成する素子の値を最適化するようにしたが、充電可能電池１４から負荷１９に電力が供給されている際に、電圧および電流を測定して、等価回路を構成する素子の値を最適化するようにしてもよい。
(C) Description of Modified Embodiment It goes without saying that the above embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the case described above. For example, in the above embodiment, the
また、図７、図９、および、図１２に示すフローチャートは一例であって、本発明がこれらのフローチャートの処理のみに限定されるものではない。 In addition, the flowcharts shown in FIGS. 7, 9, and 12 are examples, and the present invention is not limited only to the processes of these flowcharts.
また、以上の各実施形態では、充電可能電池１４の等価回路としては、図３に示す等価回路を用いるようにしたが、これ以外の等価回路を用いるようにしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the equivalent circuit shown in FIG. 3 is used as the equivalent circuit of the
また、以上の各実施形態では、判定閾値は、電解液温度およびＳＯＣの双方に基づいて補正するようにしたが、これらの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。例えば、ＳＯＣの値が大きい場合には、小さい場合に比較して誤差が少なくなるので、ＳＯＣの値が大きい場合には、電解液温度のみに基づいて判定閾値を補正するようにしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the determination threshold value is corrected based on both the electrolyte temperature and the SOC, but may be corrected based on at least one of them. For example, when the SOC value is large, the error is smaller than when the SOC value is small. Therefore, when the SOC value is large, the determination threshold value may be corrected based only on the electrolyte temperature.
以上の各実施形態では、等価回路の素子値は、電解液温度およびＳＯＣの双方に基づいて補正するようにしたが、これらの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the element value of the equivalent circuit is corrected based on both the electrolyte temperature and the SOC, but may be corrected based on at least one of them.
また、以上の各実施形態では、充電可能電池１４の等価回路を構成する素子値と、判定閾値とを直接比較するようにしたが、素子値から所定の計算によって求まる値と、判定閾値を比較するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the element value constituting the equivalent circuit of the
１ 充電可能電池状態検出装置
１０ 制御部
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 通信部
１０ｅ Ｉ／Ｆ
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 温度センサ
１４ 充電可能電池
１５ 放電回路
１６ オルタネータ
１７ エンジン
１８ スタータモータ
１９ 負荷
DESCRIPTION OF
10b ROM
10c RAM
10d Communication unit 10e I / F
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記充電可能電池の電圧および電流を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された電圧および電流の値に基づいて、前記充電可能電池の電気的な等価回路を構成する素子の値を計算する計算手段と、
前記車両に搭載される前記充電可能電池の種類を特定する特定情報を前記車両から取得する取得手段と、
前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求められる所定の値が属する範囲を規定する所定の判定閾値と、素子の値または素子の値から求められる所定の値とを比較し、前記所定の範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定する判定手段と、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出装置。 In a rechargeable battery state detection device that detects a state of a rechargeable battery mounted on a vehicle,
Measuring means for measuring the voltage and current of the rechargeable battery;
Calculation means for calculating values of elements constituting an electrical equivalent circuit of the rechargeable battery based on voltage and current values measured by the measurement means;
Obtaining means for obtaining, from the vehicle, specific information for identifying a type of the rechargeable battery mounted on the vehicle;
A predetermined determination threshold value that defines a range to which a predetermined value obtained from the element value or the element value constituting the equivalent circuit belongs, and a predetermined value obtained from the element value or the element value; If it does not belong to a predetermined range, a determination unit that determines that there is a mismatch between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information;
A rechargeable battery state detection device comprising:
前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるサイズを有する前記充電可能電池の前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が属する範囲を規定し、
前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充電可能電池状態検出装置。 The specific information is information for specifying a size of the rechargeable battery,
The determination threshold defines a range to which a predetermined value obtained from a value of an element constituting the equivalent circuit of the rechargeable battery having the size specified by the specific information or an element value belongs,
The determination means is mounted on the vehicle when the value of an element constituting the equivalent circuit obtained by the calculation means or a predetermined value obtained from the element value does not belong to the range defined by the determination threshold. 5. The rechargeable battery state detection device according to claim 1, wherein a mismatch is determined between the rechargeable battery being used and the specific information.
前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるサイズを有する前記充電可能電池の熱的な特性を示す値が属する範囲を規定し、
前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記熱的な特性を示す値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の充電可能電池状態検出装置。 The specific information is information for specifying a size of the rechargeable battery,
The determination threshold value defines a range to which a value indicating a thermal characteristic of the rechargeable battery having a size specified by the specific information belongs,
When the value indicating the thermal characteristic obtained by the calculation means does not belong to the range defined by the determination threshold, the determination means and the rechargeable battery mounted on the vehicle and the identification The rechargeable battery state detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein it is determined that there is a mismatch with the information.
前記判定閾値は、前記特定情報で特定されるそれぞれの種類の前記充電可能電池の前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる所定の値が属する範囲を規定し、
前記判定手段は、前記計算手段によって得られた前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求まる値が、前記判定閾値で規定する範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の充電可能電池状態検出装置。 The specific information is information for specifying a type of the rechargeable battery,
The determination threshold value defines a range to which a predetermined value obtained from a value of an element or a value of an element constituting the equivalent circuit of each type of the rechargeable battery specified by the specific information belongs,
The determination means is mounted on the vehicle when the value of the element constituting the equivalent circuit obtained by the calculation means or the value obtained from the element value does not belong to the range defined by the determination threshold. The rechargeable battery state detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein it is determined that a mismatch occurs between the rechargeable battery and the specific information.
前記判定手段によって、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定された場合には、複数の前記判定閾値を用いて、前記車両に実際に搭載されている前記充電可能電池のサイズまたは種類を推定する推定手段を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の充電可能電池状態検出装置。 A plurality of the determination thresholds corresponding to a plurality of sizes or types of the rechargeable batteries;
When it is determined by the determination means that there is a mismatch between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information, a plurality of the determination threshold values are used for the vehicle. Having estimation means for estimating the size or type of the rechargeable battery actually mounted;
The rechargeable battery state detection device according to any one of claims 1 to 7.
前記充電可能電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定された電圧および電流の値に基づいて、前記充電可能電池の電気的な等価回路を構成する素子の値を計算する計算ステップと、
前記車両に搭載される前記充電可能電池の種類を特定する特定情報を前記車両から取得する取得ステップと、
前記等価回路を構成する素子の値または素子の値から求められる所定の値が属する範囲を規定する所定の判定閾値と、素子の値または素子の値から求められる所定の値とを比較し、前記所定の範囲に属しない場合には、前記車両に搭載されている前記充電可能電池と前記特定情報との間に不整合が生じていると判定する判定ステップと、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出方法。 In a rechargeable battery state detection method for detecting a state of a rechargeable battery mounted on a vehicle,
Measuring step of measuring the voltage and current of the rechargeable battery;
A calculation step of calculating values of elements constituting an electrically equivalent circuit of the rechargeable battery based on the voltage and current values measured in the measurement step;
An acquisition step of acquiring from the vehicle specific information for specifying a type of the rechargeable battery mounted on the vehicle;
A predetermined determination threshold value that defines a range to which a predetermined value obtained from the element value or the element value constituting the equivalent circuit belongs, and a predetermined value obtained from the element value or the element value; A determination step of determining that a mismatch has occurred between the rechargeable battery mounted on the vehicle and the specific information when not belonging to a predetermined range;
A rechargeable battery state detection method characterized by comprising:
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