JP7014491B2 - バッテリーモニタリングシステム - Google Patents
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Description
したがって、図5において、電流値I1、I2及び電圧値V1、V2に基づいて、オーム抵抗値R0を「R0=(V2-V1)÷(I2-I1)」の数式によって算出することができる。
したがって、図6において、オーム抵抗値R0は△V及び△Iに基づいては算出できないこともある。ここで、△Vは「V4-V3」であり、△Iは「I4-I3」であり得る。すなわち、図6において、オーム抵抗値R0は「R0=(V4-V3)÷(I4-I3)」の数式によっては算出できないこともある。
したがって、図7において、オーム抵抗値R0は△V及び△Iに基づいては算出できないこともある。ここで、△Vは「V6-V5」であり、△Iは「I6-I5」であり得る。すなわち、図7において、オーム抵抗値R0は「R0=(V6-V5)÷(I6-I5)」の数式によっては算出できないこともある。
Claims (6)
- バッテリーセルと電気的に直列で接続される電流センサと、
前記バッテリーセルと電気的に並列で接続される電圧センサと、
1秒当りM回の第1更新頻度で前記電流センサから前記バッテリーセルに流れるセル電流のセル電流値を取得するマイクロコントローラと、を含み、
前記マイクロコントローラは、前記セル電流値の取得と並行して、1秒当りN回の第2更新頻度で、前記電圧センサから電気的接地に対する前記バッテリーセルのセル電圧値を取得し、ここでMはN以上であり、
前記マイクロコントローラは、1秒当りR回の第3更新頻度で、前記セル電流値のうち二つのセル電流値に基づく下記の数式1を用いてセル電流の変化率を決定し、ここで、RはM未満であって、かつ、RはN未満であり、
前記マイクロコントローラは、前記セル電圧値のうち二つのセル電圧値に基づく下記の数式2を用いてセル電圧の変化率を決定し、
di/dt = (I j - I j-1 ) / (t j - t j-1 ) … 数式1
dv/dt = (V j - V j-1 ) / (t j - t j-1 ) … 数式2
ここで、di/dtは時間に対するセル電流の1次微分に対応する前記セル電流の変化率であり、I j は前記第3更新頻度と関連する現在動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされた電流値であり、I j-1 は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされた電流値であり、
dv/dtは時間に対するセル電圧の1次微分の計算に対応する前記セル電圧の変化率であり、V j は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされたセル電圧値であり、V j-1 は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされたセル電圧値であり、
t j は、システムが起動した後、前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルの実行開始から記録された経過時間であり、t j-1 は、前記システムが起動した後、前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクルの実行開始から記録された経過時間であり、
符号jは、前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルに対する参照値であり、
符号j-1は、前記第3更新頻度と関連する以前動作サイクルに対する参照値であり、
前記マイクロコントローラは、前記セル電圧の変化率の数値符号と前記セル電流の変化率の数値符号とが同一であり、前記セル電圧の変化率が許容可能なセル電圧変化率の上限値以下であり、前記セル電圧の変化率が許容可能なセル電圧変化率の下限値以上であれば、前記セル電圧の変化率、前記セル電流の変化率、及び予めフィルタリングされたオーム抵抗値に基づいてフィルタリングされたオーム抵抗値を決定する、バッテリーモニタリングシステム。 - 前記マイクロコントローラは、
前記セル電圧の変化率の数値符号が前記セル電流の変化率の数値符号と異なるか、前記セル電圧の変化率が前記許容可能なセル電圧の変化率の上限値を超過するか、または、前記セル電圧の変化率が前記許容可能なセル電圧の変化率の下限値未満であれば、予め決められたオーム抵抗値を用いて前記フィルタリングされたオーム抵抗値を決定する、請求項1に記載のバッテリーモニタリングシステム。 - 前記マイクロコントローラは、下記の数式3を用いて前記許容可能なセル電圧の変化率の上限値を決定し、
UpperThresholdVRofC = (abs(di/dt) * FilteredR0j-1) + x% * (abs(di/dt) * FilteredR0j-1) … 数式3
ここで、UpperThresholdVRofCは前記許容可能なセル電圧の変化率の上限値であり、abs(di/dt)は前記セル電流の変化率の絶対値であり、FilteredR0j-1は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクル中に計算されたセル抵抗値R0のフィルタリングされた値の結果であり、x%は(abs(di/dt)×FilteredR0j-1)の校正可能な百分率であり、前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルに対してFilteredR0jの計算に用いられるように選択できる許容可能なdv/dt値の上限値を定義する、請求項1または2に記載のバッテリーモニタリングシステム。 - 前記マイクロコントローラは、下記の数式4を用いて前記許容可能なセル電圧の変化率の下限値を決定し、
LowerThresholdVRofC = (abs(di/dt) * FilteredR0j-1) - y% * (abs(di/dt) * FilteredR0j-1) … 数式4
ここで、LowerThresholdVRofCは前記許容可能なセル電圧変化率の下限値であり、abs(di/dt)は前記セル電流の変化率の絶対値であり、FilteredR0j-1は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクル中に計算されたセル抵抗値R0のフィルタリングされた値の結果であり、y%は(abs(di/dt)×FilteredR0j-1)の校正可能な百分率であり、前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルに対して前記FilteredR0jの計算に用いられるように選択できる許容可能なdv/dt値の下限値を定義する、請求項1から3のいずれか一項に記載のバッテリーモニタリングシステム。 - 前記マイクロコントローラは、
前記セル電圧の変化率の数値符号が前記セル電流の変化率の数値符号と同じであり、前記セル電圧の変化率が前記許容可能なセル電圧変化率の上限値以下であり、前記セル電圧の変化率が前記許容可能なセル電圧変化率の下限値以上であれば、下記の数式5を用いて前記フィルタリングされたオーム抵抗値を決定し、
FilteredR0j = smoothingFilterFunction(NewRawR0Estimate, FilteredR0j-1) … 数式5
ここで、FilteredR0jは前記フィルタリングされたオーム抵抗値であり、NewRawR0Estimateはdv/diであり、dv/diはセル電流に対するセル電圧の1次微分であって(Vj-Vj-1)計算を(Ij-Ij-1)計算で除した値と同じであり、Vjは前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされたセル電圧値であり、Vj-1は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされたセル電圧値であり、Ijは前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされた電流値であり、Ij-1は前記第3更新頻度と関連する前記現在動作サイクル以前の動作サイクルの実行以前に最後にサンプリングされた電流値であり、smoothingFilterFunction()は再帰形平滑フィルタである、請求項1から4のいずれか一項に記載のバッテリーモニタリングシステム。 - 前記再帰形平滑フィルタは、一次遅れフィルタ、単一指数平滑フィルタまたは二重指数平滑フィルタである、請求項5に記載のバッテリーモニタリングシステム。
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