JP5112920B2 - 劣化度合算出装置及び劣化度合算出方法 - Google Patents
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Description
自動車のエンジンは、スタータの駆動により始動する。このスタータが駆動する際には、突入電流による大きな電圧降下を伴うため、バッテリから充分な始動電圧が供給される必要がある。したがって、スタータを駆動してエンジンを始動させることが可能となるように、バッテリの充電状態を正確に管理することが重要となる。
C=α×(1−αN )/{αN ×(1−α)} ・・・(1)
但し、
α=VL /VO
VL :放電時電圧値
VO :開放電圧値
αN =VLN/VON
VLN:基準放電時電圧値
VON:基準開放電圧値
C=α×(1−αN )/{αN ×(1−α)} ・・・(2)
但し、
α=VL /VO
VL :放電時電圧値
VO :開放電圧値
αN =VLN/VON
VLN:基準放電時電圧値
VON:基準開放電圧値
本発明においては、各バッテリにつき、開放電圧値及び放電時電圧値から前記割合の逆数を算出してSOHを求めるので、バッテリの種類、グレード等に影響されず、一律にバッテリの劣化度合を算出することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る劣化度合算出装置2を備える電源制御装置1の概略構成を示すブロック図である。
電源制御装置1は、鉛蓄電池であるバッテリ(車載バッテリ)5と、バッテリ5の劣化度合を算出する劣化度合算出装置2と、バッテリ5の出力電圧値(端子電圧値)を検出して劣化度合算出装置2に与える電圧センサ6とを備えている。劣化度合算出装置2は、マイクロコンピュータを用いてなり、記憶部31及びタイマ32を有する処理部3と、出力部4とを備えている。出力部4は、例えば液晶表示装置によって構成されており、劣化度合算出装置2の処理部3が推定したSOHを表示することで、ユーザに警告を行う。
エンジン9が回転している場合、オルタネータ(交流発電機)10によってエンジン9の回転力が電力エネルギーに変換され、発生した電力が負荷11に供給されるとともに、余剰の電力を用いてバッテリ5の充電が行われる。
まず、処理部3は、IG−SW7がオフされたか否かを判定する(S1)。処理部3は、IG−SW7がオフされていないと判定した場合(S1:NO)、処理をステップS1へ戻す。
処理部3は、IG−SW7がオフされたと判定した場合(S1:YES)、タイマ32に計時を開始させる(S2)。
処理部3は、所定時間が経過したと判定した場合(S3:YES)、開放電圧値VO を取得する(S4)。前記所定時間は開放電圧値VO が安定するために要する時間であり、例えば12時間が挙げられる。
処理部3は、取得した開放電圧値VO がVS より大きいと判定した場合(S5:YES)、この開放電圧値VO を記憶部31に記憶する(S6)。この開放電圧値VO がエンジン始動に際しての開放電圧値に相当する。
処理部3は、IG−SW7がオンされたと判定した場合(S7:YES)、放電時電圧値VL を取得する(S8)。
図3に示すように、IG−SW7がオンされ、スタータ13が駆動する際の突入電流により大きく電圧降下が生じた場合の放電時電圧値VLを取得する。
α=VL /VO ・・・(3)
予め、処理部3の記憶部31には、工場における車両組立完成時、出荷時、車両がエンドユーザに引き渡されたとき、又はエンドユーザに引き渡し後の一定期間内等のバッテリ5が新品、かつ満充電の状態にある場合のバッテリ5の開放電圧値VON、及び負荷Ls を接続し、放電したときの放電時電圧値VLNを用い、次式(4)で算出されるαN が記憶されている。
αN =VLN/VON ・・・(4)
前記負荷Ls の抵抗値をRS とし、上述の新品時のバッテリ5の内部抵抗値をRBN とすると、これらの抵抗値、開放電圧値VON、及び放電時電圧値VLNの間には、次式(5)の関係が成立する。
RS /RBN =VLN/(VON−VLN)
=1/{(VON/VLN)−1}
=αN /(1−αN ) ・・・(5)
RS /RB =VL /(VO −VL )
=1/{(VO /VL )−1}
=α/(1−α) ・・・(6)
放電したバッテリ5を放置すると、負極板の表面に硫酸鉛の硬い結晶が発生しやすくなる。この現象はサルフェーション(白色硫酸鉛化)と呼ばれ、負極板の海綿状鉛はサルフェーションによって隙間が埋まり、表面積が低下する。硫酸鉛は電気を通さず抵抗となるので、バッテリ5の内部抵抗値は大きくなる。また、正極板の二酸化鉛は脱落し、表面積が小さくなる。
これを式で表すと、
RBN /RB =α×(1−αN )/{αN ×(1−α)}
となり、式(1)が導出される。
図4より容量試験のSOH算出値と、本実施の形態のSOH算出値との間には、相関関係があることが分かる。
また、前記実施の形態においては、処理部3が、取得した開放電圧値VO がVS より大きいことを判定した上で、後の処理を実行しているがこれに限定されるものではない。
そして、前記実施の形態においては、バッテリ5が鉛蓄電池である場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。
2 劣化度合算出装置
3 処理部
31 記憶部
32 タイマ
4 出力部
5 バッテリ
6 電圧センサ
7 イグニッションスイッチ
8 点火装置
9 エンジン
10 オルタネータ
11 負荷
13 スタータ
Claims (2)
- エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリのエンジン始動に際しての開放電圧値、及び前記バッテリに所定の負荷を接続して放電した場合の出力電圧値である放電時電圧値を検出し、前記開放電圧値及び放電時電圧値に基づき、前記バッテリの満充電容量の、所定基準時の満充電容量に対する割合で表される劣化度合を算出する劣化度合算出装置において、
前記バッテリの前記所定基準時の基準開放電圧値及び基準放電時電圧値を記憶する手段と、
記憶した前記基準開放電圧値及び基準放電時電圧値、並びに検出した開放電圧値及び放電時電圧値に基づき、式(1)により前記劣化度合Cを算出する手段と
C=α×(1−αN )/{αN ×(1−α)} ・・・(1)
但し、
α=VL /VO
VL :放電時電圧値
VO :開放電圧値
αN =VLN/VON
VLN:基準放電時電圧値
VON:基準開放電圧値
を備えることを特徴とする劣化度合算出装置。 - エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリのエンジン始動に際しての開放電圧値、及び前記バッテリに所定の負荷を接続して放電した場合の出力電圧値である放電時電圧値を検出し、前記開放電圧値及び放電時電圧値に基づき、前記バッテリの満充電容量の、所定基準時の満充電容量に対する割合で表される劣化度合を算出する劣化度合算出方法において、
前記バッテリの所定基準時の基準開放電圧値及び基準放電時電圧値を記憶しておき、
記憶した前記基準開放電圧値及び基準放電時電圧値、並びに検出した開放電圧値及び放電時電圧値に基づき、式(2)により前記劣化度合Cを算出するステップ
C=α×(1−αN )/{αN ×(1−α)} ・・・(2)
但し、
α=VL /VO
VL :放電時電圧値
VO :開放電圧値
αN =VLN/VON
VLN:基準放電時電圧値
VON:基準開放電圧値
を有することを特徴とする劣化度合算出方法。
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