JP2020078179A - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
このような構成によれば、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能となる。
このような構成によれば、差分値を用いて充電可能電池の充電状態を簡易に推定することができる。
このような構成によれば、差分値と充放電の判定結果に基づいて充電可能電池が満充電に近い状態か否かを確実に知ることができる。
このような構成によれば、内部抵抗値に基づいて充電可能電池の充電状態を簡易に推定することができる。
このような構成によれば、内部抵抗値と充放電の判定結果に基づいて充電可能電池が満充電に近い状態か否かを確実に知ることができる。
前記検出手段は、複数回のパルス放電の放電前と、2回目以降のパルス放電の放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、複数回のパルス放電による検出結果に基づいて充電可能電池の充電状態をより正確に知ることができる。
このような方法によれば、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能となる。
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を主要な構成要素とし、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が外部に接続され、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。
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、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。
つぎに、本発明の第2実施形態の構成例について説明する。なお、第2実施形態の構成例は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
つぎに、本発明の第2実施形態の動作について説明する。第1実施形態では、図4に示すように、パルス放電の開始前の電圧V0と、終了後の電圧V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第2実施形態では、図8に示すように、放電開始前の電圧V0と、放電終了前の電圧V1pとの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、放電終了前の電圧V1pを測定するタイミングとしては、例えば、パルス放電終了前の約20%内のタイミングとすることができる。もちろん、これ以外のタイミング(例えば、約50〜30%内等)としてもよい。
つぎに、本発明の第3実施形態の構成について説明する。なお、第3実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
つぎに、本発明の第3実施形態の動作について説明する。第1および第2実施形態では、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中または放電後の電圧V1p,V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第3実施形態では、電圧の差分値ΔVと、電流の差分値ΔIから内部抵抗Rを求め、内部抵抗Rに基づいて充電可能電池14の状態を検出する。
つぎに、本発明の第4実施形態の構成について説明する。なお、第4実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
つぎに、本発明の第4実施形態の動作について説明する。第1および第2実施形態では、1回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中または放電後の電圧V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第4実施形態では、図12に示すように、複数回(図12では5回)のパルス放電を実行し、これら複数回のパルス放電前の電圧V0と、各パルス放電終了から所定の時間が経過した後の電圧V1〜V5の差分値ΔV1〜ΔV5を求め、これらの差分値ΔV1〜ΔV5の変化に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1〜1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図12では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
つぎに、本発明の第5実施形態の構成について説明する。なお、第5実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
つぎに、本発明の第5実施形態の動作について説明する。第4実施形態では、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電後の電圧V1〜V5との差分値ΔV1〜ΔV5に基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第5実施形態では、図14に示すように、複数回(図14では5回)のパルス放電を実行し、これら複数回のパルス放電前の電圧V0と、各パルス放電中の電圧V1p〜V5pの差分値ΔV1〜ΔV5を求め、これらの差分値ΔV1〜ΔV5の変化に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、前述した第4実施形態と同様に、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1〜1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図14では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
つぎに、本発明の第6実施形態の構成について説明する。なお、第6実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
つぎに、本発明の第6実施形態の動作について説明する。第5実施形態では、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と放電中の電圧V1〜V5の差分値に基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第6実施形態では、図16に示すように、複数回(図16では5回)のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0および電流I0と、パルス放電中の電圧V1〜V5および電流値I1〜I5とに基づいて内部抵抗R1〜R5を検出し、これらの内部抵抗R1〜R5に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、前述した第4実施形態と同様に、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1〜1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図16では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
つぎに、本発明の各実施形態による実測結果について説明する。図18に示すように、充電停止期間(イグニッションスイッチが操作されてエンジン17が停止される期間)において対象となる充電可能電池14に対してパルス放電をさせ、充電可能電池14の状態を検出するものとする。なお、それぞれの充電停止期間における充電可能電池14の状態を状態A〜状態Cとし、状態AはSOC=40%の状態とし、状態BはSOC=80%の状態とし、状態CはSOC=100%の状態とする。
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、以上の各実施形態では、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中またはパルス放電後の電圧V1等の差分値ΔVに基づいて、充電可能電池14の充電状態を判定するようにしたが、差分値ではなく、例えば、電圧V0,V1の比(例えば、V1/V0)を用いるようにしてもよい。すなわち、請求項中における「変動値」は、差分値だけでなく、比を含むものである。
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
Claims (7)
- 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、
前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御手段と、
前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する検出手段と、
前記受信手段によって受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定手段と、
前記第1時点において前記検出手段に検出された第1変動値と、前記第2時点において前記検出手段に検出された第2変動値と、前記判定手段の判定結果と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定結果を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出装置。 - 前記検出手段は、前記放電回路によってパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との差分値を検出し、
前記推定手段は、前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出手段がそれぞれ検出した第1差分値と第2差分値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電可能電池状態検出装置。 - 前記推定手段は、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が小さいとき、または、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が大きいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定することを特徴とする請求項2に記載の充電可能電池状態検出装置。
- 前記検出手段は、前記放電回路によってパルス放電する前の電圧および電流と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧および電流に基づいて計算した内部抵抗値を検出し、
前記推定手段は、前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出手段がそれぞれ検出した第1内部抵抗値と第2内部抵抗値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電可能電池状態検出装置。 - 前記推定手段は、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1内部抵抗値よりも前記第2内部抵抗値が大きいとき、または、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1内部抵抗値よりも前記第2内部抵抗値が小さいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定することを特徴とする請求項4に記載の充電可能電池状態検出装置。
- 前記制御手段は、前記放電回路にパルス放電を複数回実行させ、
前記検出手段は、複数回のパルス放電の放電前と、2回目以降のパルス放電の放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する、
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。 - 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、
前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御ステップと、
前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する検出ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定ステップと、
前記第1時点において前記検出ステップにおいて検出された第1変動値と、前記第2時点において前記検出ステップにおいて検出された第2変動値と、前記判定ステップの判定結果と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する推定ステップと、
前記推定ステップの推定結果を出力する出力ステップと、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出方法。
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