JP6414460B2 - バッテリの劣化状態判定装置及び劣化状態判定方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかるバッテリの劣化状態判定装置を車載電源システムに適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお本実施形態では、電源システムが搭載される車両として、回転電機(モータジェネレータ)及びエンジンのそれぞれを主機とするハイブリッド車を想定している。
以下、第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第2判定処理手法を一部変更する。
以下、第3実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、車両起動後、例えば車両の走行中においても、補機バッテリ60の劣化判定処理を行う。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (10)
- 第1バッテリ(10)、第2バッテリ(60)、前記第1バッテリから出力される直流電圧を所定の電圧に変換して出力する電力変換装置(20,30)、前記第1バッテリ、前記第2バッテリ及び前記電力変換装置のそれぞれと電気的に接続されたコンバータ装置(50,51)、前記第2バッテリを電力供給源として動作する電気負荷(61)、前記第2バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段(71)、前記第2バッテリに流れる電流を検出する電流検出手段(71)、並びに前記第2バッテリの温度を検出する温度検出手段(71)を備える電源システムに適用され、
前記第1バッテリ及び前記電力変換装置のうち少なくとも一方に前記第2バッテリから電力を供給すべく、前記コンバータ装置を操作する操作手段と、
前記操作手段による前記コンバータ装置の操作によって前記第2バッテリから電力が供給されている期間における前記電圧検出手段の検出値及び前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記第2バッテリの内部抵抗を推定する内部抵抗推定手段と、
前記第1バッテリから前記コンバータ装置を介して前記第2バッテリへと流れる充電電流と、前記第2バッテリから前記電気負荷へと流れる放電電流との合計値が0に近づけられた状態における前記電圧検出手段の検出値を擬似開放電圧として検出する手段と、
前記第2バッテリの充電率を推定する充電率推定手段と、
前記充電率推定手段によって推定された前記充電率、及び前記温度検出手段の検出値に基づいて、前記内部抵抗推定手段によって推定された前記内部抵抗を補正する抵抗補正手段と、
前記充電率推定手段によって推定された前記充電率が判定閾値以下になると判定した場合、検出された前記擬似開放電圧が、前記第2バッテリが正常な場合の前記第2バッテリの開放電圧の取り得る範囲の下限値未満となって、かつ前記抵抗補正手段によって補正された今回の前記内部抵抗が過去の前記内部抵抗よりも低下したことに基づいて、前記第2バッテリ内部の短絡異常が生じている旨判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記短絡異常が生じていないと判定された場合、前記コンバータ装置の操作により、前記第1バッテリを電力供給源として前記第2バッテリを充電する充電手段と、
前記充電手段による充電の後、その充電による前記第2バッテリの分極の影響を除去すべく、前記コンバータ装置の操作により、前記第1バッテリ及び前記電力変換装置のうち少なくとも一方に前記第2バッテリから放電させる分極除去手段とを備え、
前記内部抵抗推定手段は、前記分極除去手段によって前記第2バッテリから放電されている期間における前記電圧検出手段の検出値及び前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記第2バッテリの内部抵抗を再度推定し、
前記充電率推定手段は、前記分極除去手段による前記第2バッテリからの放電の完了後、前記充電率を再度推定し、
前記抵抗補正手段は、再度推定された前記充電率及び前記温度検出手段の検出値に基づいて、再度推定された前記内部抵抗を再度補正し、
前記判定手段は、前記抵抗補正手段によって再度補正された前記内部抵抗に基づいて、前記第2バッテリの劣化状態を判定することを特徴とするバッテリの劣化状態判定装置。 - 前記内部抵抗推定手段は、前記第2バッテリから電力が供給されている期間における前記電圧検出手段の複数の検出値及び前記電流検出手段の複数の検出値に基づいて、前記電圧検出手段の検出値と前記電流検出手段の検出値との関係を定める回帰直線の回帰係数を算出し、算出した前記回帰係数を前記内部抵抗として推定する請求項1記載のバッテリの劣化状態判定装置。
- 前記判定手段は、前記抵抗補正手段によって再度補正された前記内部抵抗が第1閾値以上になったと判断した場合、前記第2バッテリが劣化している旨判定する請求項1又は2記載のバッテリの劣化状態判定装置。
- 前記判定手段は、前記抵抗補正手段によって再度補正された前記内部抵抗が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上になったと判断した場合、前記第2バッテリから前記電気負荷への供給電力を制限する請求項3記載のバッテリの劣化状態判定装置。
- 前記抵抗補正手段によって再度補正された前記内部抵抗を記憶する記憶手段(70a)をさらに備え、
前記判定手段は、前記抵抗補正手段によって再度補正された今回の前記内部抵抗と、前記記憶手段に記憶された過去の前記内部抵抗、又は新品の前記第2バッテリの内部抵抗との差に基づいて、前記第2バッテリが劣化している旨判定する請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリの劣化状態判定装置。 - 前記電力変換装置は、
コンデンサ(21a,21c)を有し、前記第1バッテリから出力される直流電圧を昇圧して出力する昇圧チョッパ回路(21)と、
前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路(22)とを含み、
前記電源システムには、前記インバータ回路から出力される交流電圧によって駆動される回転電機(40,41)が備えられ、
前記操作手段は、前記第2バッテリから前記電力変換装置を構成する前記コンデンサにプリチャージすべく、前記コンバータ装置を操作し、
前記内部抵抗推定手段は、前記プリチャージされている期間における前記電圧検出手段の検出値及び前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記内部抵抗を推定する請求項1〜5のいずれか1項に記載のバッテリの劣化状態判定装置。 - 前記操作手段は、前記第2バッテリから前記第1バッテリに電力を供給すべく、前記コンバータ装置を操作する請求項1〜6のいずれか1項に記載のバッテリの劣化状態判定装置。
- 前記電源システムには、前記電力変換装置(22,30)から出力される交流電圧によって駆動される回転電機(40〜42)が備えられ、
前記操作手段は、前記第2バッテリから前記電力変換装置を介して前記回転電機に電力を供給すべく、前記コンバータ装置を操作する請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリの劣化状態判定装置。 - 前記電源システムは、車両に搭載され、
前記第1バッテリの出力電圧は、前記第2バッテリの出力電圧よりも高く設定され、
前記第1バッテリ及び前記電力変換装置は、前記電源システムの第1電圧領域に備えられ、
前記第2バッテリ及び前記電気負荷は、前記電源システムの電圧領域であって、前記第1電圧領域とは電気的に絶縁された第2電圧領域に備えられる請求項1〜8のいずれか1項に記載のバッテリの劣化状態判定装置。 - 第1バッテリ(10)、第2バッテリ(60)、前記第1バッテリから出力される直流電圧を所定の電圧に変換して出力する電力変換装置(20,30)、前記第1バッテリ、前記第2バッテリ及び前記電力変換装置のそれぞれと電気的に接続されたコンバータ装置(50,51)、前記第2バッテリを電力供給源として動作する電気負荷(61)、前記第2バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段(71)、前記第2バッテリに流れる電流を検出する電流検出手段(71)、並びに前記第2バッテリの温度を検出する温度検出手段(71)を備える電源システムに適用され、
前記第1バッテリ及び前記電力変換装置のうち少なくとも一方に前記第2バッテリから電力を供給するための前記コンバータ装置の操作により、前記第2バッテリから電力が供給されている期間における前記電圧検出手段の検出値及び前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記第2バッテリの内部抵抗を推定するステップと、
前記第1バッテリから前記コンバータ装置を介して前記第2バッテリへと流れる充電電流と、前記第2バッテリから前記電気負荷へと流れる放電電流との合計値が0に近づけられた状態における前記電圧検出手段の検出値を擬似開放電圧として検出するステップと、
前記第2バッテリの充電率を推定するステップと、
推定された前記充電率及び前記温度検出手段の検出値に基づいて、推定された前記内部抵抗を補正するステップと、
推定された前記充電率が判定閾値以下になると判定した場合、検出された前記擬似開放電圧が、前記第2バッテリが正常な場合の前記第2バッテリの開放電圧の取り得る範囲の下限値未満となって、かつ補正された今回の前記内部抵抗が過去の前記内部抵抗よりも低下したことに基づいて、前記第2バッテリ内部の短絡異常が生じている旨判定するステップと、
前記短絡異常が生じていないと判定された場合、前記コンバータ装置の操作により、前記第1バッテリを電力供給源として前記第2バッテリを充電するステップと、
前記第2バッテリの充電の後、その充電による前記第2バッテリの分極の影響を除去すべく、前記コンバータ装置の操作により、前記第1バッテリ及び前記電力変換装置のうち少なくとも一方に前記第2バッテリから放電させるステップと、
前記分極の影響を除去するために前記第2バッテリから放電されている期間における前記電圧検出手段の検出値及び前記電流検出手段の検出値に基づいて、前記第2バッテリの内部抵抗を再度推定するステップと、
前記分極の影響を除去するための前記第2バッテリからの放電の完了後、前記充電率を再度推定するステップと、
再度推定された前記充電率及び前記温度検出手段の検出値に基づいて、再度推定された前記内部抵抗を再度補正するステップと、
再度補正された前記内部抵抗に基づいて、前記第2バッテリの劣化状態を判定するステップとを備えることを特徴とするバッテリの劣化状態判定方法。
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