JP7449008B1 - 車載二次電池診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の種類、構成を特定する直接的な情報を得られない場合でも、車載二次電池の劣化状態を診断できる車載二次電池診断装置を提供する。【解決手段】車載二次電池診断装置は、車両の車種及び二次電池の公称の電池容量と、二次電池の型式と、を対応付けた二次電池データベース及び、二次電池の型式ごとの、電圧、電流及び温度の値と、二次電池の劣化状態と、の相関関係を示す相関関係データを記憶する記憶要素を備え、取得処理要素は、二次電池データベースを参照して、車両の車種及び車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値に基づいて、二次電池の型式を取得し、二次電池が充電又は放電を行っている間の電圧、電流及び温度の値を取得し、決定処理要素は、二次電池電圧、電流及び温度の値に基づいて、二次電池の型式に対応する相関関係データを用いて、二次電池の劣化状態を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載二次電池の劣化状態を診断する装置に関する。

二次電池の電圧、電流の情報を用いて、二次電池の劣化情報を推定する、二次電池の状態推定装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開2021-183927号報

電気自動車などに搭載されている駆動用の二次電池（車載二次電池）について、例えば車両の定期点検の際や、中古車として販売する際に、二次電池の劣化度を診断したいというニーズがある。二次電池の劣化状態と、二次電池の電圧値、電流値と、の間には一定の相関関係があるので、車載二次電池の電圧値、電流値に基づいて、車載二次電池の劣化状態を診断することが可能である。

ただし、劣化状態と、二次電池の電圧値、電流値との相関関係は、二次電池の種類、構成などによりまちまちであるので、二次電池の電圧値、電流値に基づいて、二次電池の劣化状態を診断する場合には、併せて、二次電池の種類、構成などの情報（例えば電池の型式の情報）を取得することが求められる。

車載二次電池の劣化状態を診断する際に、車載二次電池の種類、構成などを特定する情報が得られればよいが、これらの情報を得ることができない場合がある。このような場合に対応するために、電池の種類、構成の特定のための直接的な情報を得ることができない場合でも、車載二次電池の種類、構成が特定できる技術が求められている。

しかしながら、特許文献１の技術では、二次電池の種類、構成を特定する直接的な情報を得ることができない場合に、いかにしてこれらの情報を特定するかが考慮されていないため、これらの情報が得られない場合には、二次電池の電圧値、電流値に基づいて、二次電池の劣化状態を診断することができない。

そこで本発明は、車載二次電池の種類、構成を特定する直接的な情報を得られない場合でも、車載二次電池の劣化状態を診断できる車載二次電池診断装置を提供することを目的とする。

本発明の車載二次電池診断装置は、
車両及び当該車両に搭載された二次電池のデータを取得する取得処理要素と、
車両の車種を特定するデータ及び二次電池の公称の電池容量の値のデータと、二次電池の型式のデータと、を対応付けた二次電池データベース及び、前記二次電池の型式ごとの、電圧、電流及び温度の値と、二次電池の劣化状態と、の相関関係を示す相関関係データを記憶する記憶要素と、
前記車両に搭載された二次電池の劣化状態を決定する決定処理要素と、
を備え、
前記取得処理要素は、
前記車両の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータと、を取得し、
前記二次電池データベースを参照して、前記取得した、前記車両の車種を特定するデータ及び当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータに基づいて、当該車両に搭載された二次電池の型式のデータを取得し、
前記車両に搭載された二次電池が充電又は放電を行っている間の当該二次電池の電圧、電流及び温度の値のデータを取得し、
前記決定処理要素は、
前記取得処理要素により取得された、前記車両に搭載された二次電池の型式のデータと、前記二次電池の電圧、電流及び温度の値のデータと、に基づいて、当該二次電池の型式に対応する前記相関関係データを用いて、当該車両に搭載された二次電池の劣化状態を決定する
ことを特徴とする。

発明者らの研究により、車両の車種と、当該車両に搭載されている二次電池の公称の電池容量とがわかれば、当該二次電池の型式を特定できることが分かった。

本発明によれば、車両の車種を特定するデータ及び二次電池の公称の電池容量の値のデータと、二次電池の型式のデータと、を対応付けた二次電池データベースが記憶要素に記憶されている。そして取得処理要素が車両の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータと、を取得し、二次電池データベースを参照して、車両の車種を特定するデータ及び当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータに基づいて、当該車両に搭載された二次電池の型式のデータを取得する。

そして決定処理要素が、当該取得された、車両に搭載された二次電池の型式のデータと、二次電池の電圧、電流及び温度の値のデータと、に基づいて、二次電池の型式に対応する相関関係データを用いて、当該車両に搭載された二次電池の劣化状態を決定する。

このように本発明によれば、車両の車種と当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量とに基づいて二次電池の型式が特定できるので、二次電池の種類、構成を特定する直接的な情報を得られない場合でも、車載二次電池の劣化状態を診断できる。

本発明の車載二次電池診断装置の全体像の一例を示すブロック図。 本発明の車載二次電池診断装置が処理に用いるデータの内容の一例を示す図。 本発明の車載二次電池診断装置の処理内容の一例を示すフローチャート。

＜車載二次電池診断装置の構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の車載二次電池診断装置の構成について説明する。図１に記載の通り、本実施形態の車載二次電池診断装置は、情報処理要素１０と、記憶要素３０と、出力要素５０と、を含んで構成される。

情報処理要素１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置、メモリ、及びＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）デバイスなどにより構成されている、いわゆるプロセッサーである。

情報処理要素１０は、所定のプログラムを読み込んで実行することにより例えば取得処理要素１１０と、決定処理要素１３０と、として機能する。

取得処理要素１１０は、車両９０及び当該車両に搭載された二次電池９１０のデータを取得する。

決定処理要素１３０は、車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態を決定する。二次電池９１０の劣化状態とは、例えば、未使用状態の当該二次電池９１０の満充電時の放電可能量を１００％とした場合の、データ取得時点の当該二次電池９１０の満充電時の放電可能量の割合の推定値である。

あるいは二次電池９１０の劣化状態例えば、未使用状態の二次電池９１０の満充電時の放電可能量から、データ取得時点の二次電池９１０の満充電時の放電可能量を差し引いた値を、未使用状態の二次電池９１０の満充電時の放電可能量で除した値の推定値であってよい。

あるいは二次電池９１０の劣化状態は、未使用状態の二次電池９１０の満充電時の放電可能量からデータ取得時点の二次電池９１０の満充電時の放電可能量を差し引いた値をＡｈ単位（あるいはＷｈ単位など）であらわした値の推定値であってもよく、データ取得時点の二次電池９１０の満充電時の放電可能量をＡｈ単位であらわした値の推定値であってもよい。

記憶要素３０は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成されている。

記憶要素３０には、二次電池データベース３１０と、相関関係データ３３０と、のほか、車載二次電池診断装置の処理結果、処理に用いる情報が記憶されている。

二次電池データベース３１０は、車両の車種を特定するデータ及び二次電池の公称の電池容量の値のデータと、二次電池の型式のデータと、を対応付けたデータベースである。二次電池データベース３１０は、図２に記載の通り、例えば車両の車種を特定するデータである車種ＩＤ及び二次電池の公称の電池容量の値のデータである公称電池容量と、これらの組み合わせに対応する二次電池の型式のデータである電池型式コードとが対応付けて記憶されている。図２に示すように、車種ＩＤが同一であっても、公称電池容量が異なれば、異なる電池型式コードが対応付けられる。また、異なる車種に同一の二次電池が搭載されていれば、異なる車種に、同一の電池型式コードが対応付けられる。

なお、図２においては、二次電池の公称の電池容量の値のデータを、Ａｈを単位として記憶している例を示しているが、これに代えて又は加えて、Ｗｈ等の他の単位を用いて二次電池の公称の電池容量の値のデータを記憶していてもよい。

あるいは二次電池データベース３１０には、車種ＩＤ、公称電池容量に加えて、二次電池の型式を特定するために効果的な他の情報がさらに含まれて、車種ＩＤ及び公称電池容量とともに、電池型式コードと対応付けられて記憶されていてもよい。

相関関係データ３３０は、二次電池の型式ごとの、電圧、電流及び温度の値と、二次電池の劣化状態と、の相関関係を示すデータである。相関関係データ３３０例えば、二次電池９１０の電圧値、電流値、及び温度の値を入力値として、車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態を算出する関数、計算式などである。

あるいは例えば相関関係データ３３０は、複数の二次電池の電圧値、電流値、及び温度の値と、当該値が取得された時点の二次電池の劣化状態とを学習データとして用いて、二次電池の電圧値、電流値、及び温度の値と劣化状態との相関関係を機械学習した学習済みモデルであって、二次電池９１０の電圧値、電流値、及び温度の値を入力値として、当該二次電池９１０の劣化状態を出力するモデルであってもよい。

あるいは例えば相関関係データ３３０は、二次電池９１０の電圧値、電流値、及び温度の値（又は当該値の「〇以上、△未満」などの範囲）の組み合わせの情報と、車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態と、を対応付けた対応表であってもよい。

なお、関数、計算式、モデル、対応表が、各電池型式コードに対して一つずつ対応していてもよく、あるいは単一の関数、計算式、モデルが、複数の電池型式コードに対応していてもよい。

出力要素５０は、車載二次電池診断装置に対して情報を出力する例えばディスプレイ、プリンター又はスピーカーである。

あるいは車載二次電池診断装置はさらに、例えば図示しない入力部を備えていてもよい。入力部は例えば、ユーザーによる入力を受け付ける例えばキーボード又はタッチパネル、マウスその他のポインティングデバイスである。

車両９０は、二次電池９１０により駆動する、電気自動車、ＰＨＶ車、ＨＶ車である。

二次電池９１０は、鉛蓄電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、などの、車両の駆動に用いることのできる種々の二次電池であってよい。

＜処理の概要＞
次に、図３を参照して、本実施形態の車載二次電池診断装置の処理内容について説明する。本実施形態の車載二次電池診断装置は例えば、電源が投入されたのちに、車両９０の備えるＯＢＤ（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）からＣＡＮデータを取得するための情報出力端子などにケーブル７０を介して接続された際に処理を開始する。

車載二次電池診断装置が処理を開始するとまず、取得処理要素１１０が車両９０の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池９１０の公称の電池容量の値のデータと、を取得する（図３／Ｓ１０）。車種を特定するデータとは例えば、車台番号である。二次電池９１０の公称の電池容量とは、当該二次電池の製造者が指定する設計上の、満充電時の放電容量（いわゆる公称容量）である。あるいは例えば、規定された条件下で、満充電状態から放電させたときの設計上の放電容量（いわゆる定格容量）が、公称の電池容量として用いられてもよい。

取得処理要素１１０は例えば、取得した車台番号から当該車両９０の車種を特定するためのデータを取得する。すなわち例えば、記憶要素３０には、車台番号の何桁目から何桁目までが車種を特定することができる情報であるかを示すデータが一つ又は複数記録されており、当該データを参照して、車台番号から、車種を特定するための情報の候補を取得し、当該候補の情報を用いて記憶要素３０に記憶されている二次電池データベース３１０の車種ＩＤのフィールドに対して検索をかけて、該当する車種ＩＤが存在した場合には、当該車種ＩＤが、当該車両９０の車種を特定するデータであると認識して、当該認識したデータを、当該車両９０の車種を特定するデータとして取得する。

取得処理要素１１０は例えば、ケーブル７０などを介して車両９０の備えるＯＢＤからＣＡＮデータを取得するための情報出力端子などに接続されて、車両９０から、車両９０の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池９１０の公称の電池容量の値のデータと、を取得する。あるいは例えば取得処理要素１１０は無線通信を介して車両９０からデータを取得してもよい。あるいは例えば取得処理要素１１０は車両９０の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池９１０の公称の電池容量の値のデータとを、入力部を介して操作者の手入力による入力を受け付けることにより取得してもよい。

次に、取得処理要素１１０は、二次電池データベース３１０を参照して、Ｓ１０にて取得した、車両９０の車種を特定するデータ及び当該車両９０に搭載された二次電池９１０の公称の電池容量の値のデータに基づいて、当該車両９０に搭載された二次電池９１０の型式のデータを取得する（図３／Ｓ３０）。

具体的には、取得処理要素１１０は、記憶要素３０に記憶されている二次電池データベース３１０に対して、Ｓ１０にて取得したＣＡＮデータに含まれる、車両９０の車種を特定するデータと当該車両９０に搭載された二次電池９１０の公称の電池容量の値のデータとの組み合わせを用いて二次電池データベース３１０の車種ＩＤのフィールド及び公称電池容量のフィールドに対して検索をかけて、該当する車種ＩＤと公称電池容量との組み合わせが存在した場合には、当該組み合わせに対応する電池型式コードが、当該車両９０に搭載された二次電池９１０の型式のデータであると認識して、当該認識したデータを当該車両９０に搭載された二次電池９１０の型式のデータとして取得する。

続いて取得処理要素１１０は、車両９０に搭載された二次電池９１０が充電又は放電を行っている間の当該二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータを取得する（図３／Ｓ５０）。すなわち例えば、充電又は放電を行っている状態の車両９０からＣＡＮデータを取得して、当該ＣＡＮデータに含まれる、充放電中の二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータを取得する。

あるいは例えば取得処理要素１１０は、別途備えられた図示しない電圧計、電流計、温度計を介して、二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータを取得してもよい。あるいは例えば取得処理要素１１０は、二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータを、入力部を介して操作者の手入力による入力を受け付けることにより取得してもよい。

次に、決定処理要素１３０は、取得処理要素１１０により取得された、車両９０に搭載された二次電池９１０の型式のデータと、二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータと、に基づいて、当該二次電池９１０の型式に対応する相関関係データ３３０を用いて、当該車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態を決定する（図３／Ｓ７０）。

より具体的にはまず決定処理要素１３０は、取得処理要素１１０により取得された、車両９０に搭載された二次電池９１０の型式のデータ（電池型式コード）を認識する。そして決定処理要素１３０は、記憶要素３０から、当該二次電池９１０の型式に対応する相関関係データ３３０である、関数、計算式、モデル、対応表を取得する。

続いて決定処理要素１３０は、取得処理要素１１０により取得された、二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータと、を認識して、当該認識した情報を相関関係データ３３０である関数、計算式、モデルに対する入力値として用いて、出力値である二次電池９１０の劣化状態の値を取得し、あるいは対応表を参照して二次電池９１０の電圧、電流及び温度の値のデータのセットに対応付けられた二次電池９１０の劣化状態の値を取得する。

決定処理要素１３０は、そのようにして取得した二次電池９１０の劣化状態の値を、車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態として決定する。

そして決定処理要素１３０は、上記にて決定した車両９０に搭載された二次電池９１０の劣化状態を出力要素５０に出力して（図３／Ｓ９０）、一連の処理を終了する。

決定処理要素１３０は例えば、出力要素５０であるディスプレイなどの表示装置に二次電池９１０の劣化状態を表示させる。あるいは決定処理要素１３０は、二次電池９１０の劣化状態をプリンターなどの印刷装置を介して印刷することにより出力してもよく、あるいは二次電池９１０の劣化状態の値を通知する音をスピーカーなどの音響装置を介して再生することにより出力してもよい。

以上本発明の車載二次電池診断装置の実施形態の一例について説明したが、これに限定されない。本発明の効果を奏することができる限りにおいて、種々の変更がなされてよい。

すなわち例えば、上記においては、車載二次電池診断装置の記憶要素３０に、二次電池データベース３１０及び相関関係データ３３０が記憶されている実施形態について説明したが、これに限定されない。例えば二次電池データベース３１０及び相関関係データ３３０の一方又は両方が、図示しない別のコンピューターに記憶されていてもよい。この場合に取得処理要素１１０は、当該別のコンピューターを記憶要素３０の一部として用いて、別のコンピューターに記憶された二次電池データベース３１０及び相関関係データ３３０の一方又は両方を、有線又は無線の通信回線を介して参照して上述の処理を行うように構成されていてもよい。

１０…情報処理要素、３０…記憶要素、５０…出力要素、９０…車両、１１０…取得処理要素、１３０…決定処理要素、３１０…二次電池データベース、３３０…相関関係データ、９１０…二次電池。

Claims (1)

1. 車両及び当該車両に搭載された二次電池のデータを取得する取得処理要素と、
   車両の車種を特定するデータ及び二次電池の公称の電池容量の値のデータと、二次電池の型式のデータと、を対応付けた二次電池データベース及び、前記二次電池の型式ごとの、電圧、電流及び温度の値と、二次電池の劣化状態と、の相関関係を示す相関関係データを記憶する記憶要素と、
   前記車両に搭載された二次電池の劣化状態を決定する決定処理要素と、
   を備え、
   前記取得処理要素は、
   前記車両の車種を特定するデータと、当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータと、を取得し、
   前記二次電池データベースを参照して、前記取得した、前記車両の車種を特定するデータ及び当該車両に搭載された二次電池の公称の電池容量の値のデータに基づいて、当該車両に搭載された二次電池の型式のデータを取得し、
   前記車両に搭載された二次電池が充電又は放電を行っている間の当該二次電池の電圧、電流及び温度の値のデータを取得し、
   前記決定処理要素は、
   前記取得処理要素により取得された、前記車両に搭載された二次電池の型式のデータと、前記二次電池の電圧、電流及び温度の値のデータと、に基づいて、当該二次電池の型式に対応する前記相関関係データを用いて、当該車両に搭載された二次電池の劣化状態を決定する
   ことを特徴とする車載二次電池診断装置。
   

Images