JP6927000B2 - 二次電池の劣化状態推定方法 - Google Patents
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Description
<二次電池システムの構成>
図1は、本実施の形態に係る二次電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。図1を参照して、車両1は、ハイブリッド車両である。しかし、本開示に係る電池システムが搭載可能な車両はハイブリッド車両(プラグインハイブリッド車を含む)に限られない。本開示に係る電池システムは、二次電池システムから供給される電力を用いて駆動力を発生させる車両全般に搭載可能である。そのため、車両1は、電気自動車またな燃料電池車であってもよい。
以上のように構成された車両1の走行中においては、バッテリ10の電圧VB、電流IB、温度TBおよびSOCが時間経過とともに変化し得る。なお、車両1の「走行中」とは、車両1がイグニッションオンされて走行可能な状態であればよく、車両1が一時停止した状態が含まれていてもよい。
図4は、バッテリ10のインピーダンス成分を説明するための図である。図4には、バッテリ10(より詳細には各セル12)の正極、負極およびセパレータの等価回路図の一例が示されている。一般に、二次電池のインピーダンス成分は、直流抵抗RDCと、反応抵抗Rcと、拡散抵抗Rdとに大別される。
本実施の形態においては、前述のような周波数域毎のインピーダンス成分の算出にフーリエ変換が用いられる。
FFTの精度を確保するためには、サンプリング周期毎に繰り返し取得されたデータ(電圧VBおよび電流IB)を、ある程度の期間、ECU100のメモリ102に格納した上でFFTを実施することが求められる。このようにデータを取得してメモリ102に格納する期間を「データ取得期間」とも記載する。なお、データ取得期間は、本開示に係る「所定期間」に相当する。
前述のように、バッテリ10の周波数毎のインピーダンス成分(低周波インピーダンス成分ZL、中周波インピーダンス成分ZMおよび高周波インピーダンス成分ZH)をFFTにより算出し、さらに、各インピーダンス成分を比較することでバッテリ10の直流抵抗RDC、反応抵抗Rcおよび拡散抵抗Rdを求めることができる。具体的には、高周波インピーダンス成分ZHから直流抵抗RDCが算出される(RDC=ZH)。中周波インピーダンス成分ZMと高周波インピーダンス成分ZHとの差分から反応抵抗Rcが算出される(Rc=ZM−ZH)。低周波インピーダンス成分ZLと中周波インピーダンス成分ZMとの差分から拡散抵抗Rdが算出される(Rd=ZL−ZM)。
図9は、本実施の形態におけるバッテリ10の劣化状態の判定方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両1の走行中に所定周期が経過する度にメインルーチンから呼び出されて実行される。各ステップ(Sと略す)は、基本的にはECU100によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU100内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
Claims (1)
- 車両に搭載された二次電池について制御装置により実行される、二次電池の劣化状態推定方法であって、
前記二次電池の電圧値および電流値を所定期間に複数回取得してメモリに格納するステップと、
前記所定期間における、前記二次電池の電流変化幅、前記二次電池の温度変化幅および前記二次電池のSOC変化幅を算出するステップと、
前記所定期間における前記二次電池の温度、電流またはSOC毎に定められた、前記電流変化幅の許容上限を示す許容電流変化幅、前記温度変化幅の許容上限を示す許容温度変化幅、および、前記SOC変化幅の許容上限を示す許容SOC変化幅を前記二次電池の温度、電流またはSOCから取得するステップと、
前記電流変化幅が前記許容電流変化幅を下回るとの電流条件、前記温度変化幅が前記許容温度変化幅を下回るとの温度条件、および、前記SOC変化幅が前記許容SOC変化幅を下回るとのSOC条件がいずれも成立する場合に、前記メモリに格納された前記二次電池の前記複数回取得した電圧値および電流値の周波数変換を行なうことにより、周波数変換された電圧値および電流値から前記二次電池の周波数域毎のインピーダンス成分を算出するステップと、
前記所定期間における前記二次電池の温度、および、所定周波数域の電流値に従って、前記所定周波数域に対応するインピーダンス成分である反応抵抗を補正する補正処理を実行するステップと、
算出された周波数域毎のインピーダンス成分および前記補正処理による補正後の反応抵抗を用いて、各周波数域に応じた劣化モードの前記二次電池の劣化状態を推定するステップとを含み、
前記補正処理は、前記所定周波数域の電流値が小さいほど前記反応抵抗が低くなるように前記反応抵抗を補正し、かつ、前記所定期間における前記二次電池の温度が低いほど前記反応抵抗が低くなるように前記反応抵抗を補正する処理である、二次電池の劣化状態推定方法。
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