蓄电元件的监视装置、蓄电元件模块、SOC的估计方法与流程

文档序号:11229060阅读:565来源:国知局
蓄电元件的监视装置、蓄电元件模块、SOC的估计方法与流程

本发明涉及对蓄电元件的soc(stateofcharge:充电状态)进行估计的技术。



背景技术:

在泊车时蓄电池所放电的泊车时放电电流有车辆暗电流、电池管理装置的消耗电流、自放电电流等。车辆暗电流是在泊车时从蓄电池向车辆的特定的电气负载流动的电流。作为特定的电气负载,能够例示储备用存储器、安全设备等。此外,自放电电流是由于蓄电池内部的反应(例如,活性物质与电解液的反应等)而消耗的电流,是与蓄电池的使用状态无关地始终消耗的电流。

这种泊车时放电电流通常是100ma以下的微小电流,因此在对于电流传感器而要求大电流测量范围的情况下,存在测量误差大的问题。为了抑制泊车时放电电流的测量误差,考虑专用设置高灵敏度的电流检测部的方法。但是,专用设置这种电流检测部(电流传感器)会使得部件个数增加,导致成本增加。此外,在下述专利文献1中记载了如下内容,即,为了提高车辆暗电流的测量精度而对电流检测部的灵敏度(增益)进行调整。如专利文献1所记载的那样能够实现灵敏度调整的电流检测部具有高功能且为高价,因此仍然导致成本增加。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5141424号公报

如上述那样,在对于电流传感器而要求大电流测量范围的情况下,泊车时放电电流的测量误差大。电流累计法由于进行累计而会蓄积测量误差,因此为使泊车中的蓄电池的soc的估计精度提高,需要抑制泊车时放电电流的误差。



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明正是基于如上述的状况而完成的,其课题在于,通过抑制在泊车时蓄电元件所放电的泊车时放电电流的误差来抑制泊车中的soc的估计精度的下降。

用于解决课题的手段

由本说明书公开的监视装置是搭载于车辆的蓄电元件的监视装置,具备存储部和运算处理部,所述存储部存储在泊车时所述蓄电元件所放电的泊车时放电电流的估计值的数据或者用于计算所述泊车时放电电流的所述估计值的数据之中的至少任一者的数据,在所述车辆为泊车状态的情况下,所述运算处理部基于所述存储部中存储的所述数据对所述泊车时放电电流的所述估计值进行累计,由此进行估计所述蓄电元件的soc的第1soc估计处理。另外,泊车时放电电流的估计值例如是基于蓄电元件的自放电电流、车辆暗电流的估计值而估计出的,不包括电流传感器所测量的测量值(实际测量值)。

发明效果

根据由本说明书公开的监视装置,能够抑制泊车中的soc的估计精度的下降。

附图说明

图1是应用于实施方式1的车辆的侧视图。

图2是蓄电池模块的立体图。

图3是蓄电池模块的分解立体图。

图4是表示蓄电池模块的电气构成的框图。

图5是表示存储器的存储内容的图。

图6是表示soc估计处理的流程的流程图。

图7是表示蓄电池搭载时的电流的时间推移的图表。

图8是表示在实施方式2中二次电池的ocv-soc的相关特性的图表。

图9是表示修正处理的动作流程的流程图。

图10是泊车时放电电流的修正处理的流程图。

图11是表示应用于实施方式3的soc估计处理的流程的流程图。

符号说明

1...汽车(本发明的“车辆”的一例)

20...蓄电池模块(本发明的“蓄电元件模块”的一例)

30...电池组

31...二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)

41...电流传感器

45...电流断路装置

50...蓄电池管理装置(本发明的“监视装置”的一例)

60...电压检测电路

70...控制部

71...cpu(本发明的“运算处理部”的一例)

73...存储器(本发明的“存储部”的一例)

具体实施方式

(本实施方式的概要)

首先,说明本实施方式所公开的蓄电元件的监视装置的概要。

蓄电元件的监视装置是搭载于车辆的蓄电元件的监视装置,具备存储部和运算处理部,所述存储部存储在泊车时所述蓄电元件所放电的泊车时放电电流的估计值的数据或者用于计算所述泊车时放电电流的所述估计值的数据之中的至少任一者的数据,在所述车辆为泊车状态的情况下,所述运算处理部基于所述存储部中存储的数据对所述泊车时放电电流的所述估计值进行累计,由此进行估计所述蓄电元件的soc的第1soc估计处理。

由于泊车时放电电流微弱,因此在对于电流传感器而要求大电流测量范围的情况下,有时估计值的误差反倒比电流传感器的测量值的误差小。在该构成中,在车辆为泊车状态的情况下,累计泊车时放电电流的估计值来估计蓄电元件的soc。因而,对于电流传感器而要求大电流测量范围的情况较之于实际测量泊车时放电电流来估计soc的情况,能够抑制泊车时放电电流的误差,能够期待soc的估计精度的提高。

此外,本实施方式所公开的蓄电元件的监视装置优选以下的构成。

所述泊车时放电电流是所述蓄电元件一直放电的始终放电电流与在泊车时从所述蓄电元件向车辆的特定的电气负载流动的车辆暗电流的合计电流,所述存储部至少存储所述始终放电电流的估计值与所述车辆暗电流的估计值。

在该构成中,由于泊车时放电电流中包括始终放电电流,因此泊车时的soc的估计精度变高。即,较之于泊车时放电电流的估计值中不包括始终放电电流的估计值而仅包括车辆暗电流的估计值的情况,能够抑制与始终放电电流相应的量的误差,泊车时的soc的估计精度变高。

所述运算处理部在未探测到所述蓄电元件已搭载于车辆的情况下,对所述始终放电电流的所述估计值进行累计,由此估计所述蓄电元件的soc,在探测到所述蓄电元件已搭载于车辆之后,在该车辆转变为泊车状态的情况下,对所述泊车时放电电流的所述估计值进行累计,由此执行估计所述蓄电元件的soc的所述第1soc估计处理。在该构成中,在未车载蓄电池模块的期间,由于仅对除了车辆暗电流之外的始终消耗电流进行累计来求出soc的估计误差,因此可抑制未车载蓄电池模块的期间的soc的估计误差。此外,由于可抑制未车载蓄电池模块的期间的soc的估计误差,因此在搭载了蓄电池模块之后,soc的估计精度也得到进一步提高。即,由于车载了蓄电池模块的时间点的soc的估计精度高,因此该时间点之后,soc的估计精度也必然变高。

监视装置与对所述蓄电元件的电流进行测量的电流传感器连接,所述运算处理部基于所述电流传感器的测量值来判断是否从所述蓄电元件向所述车辆流动了所述车辆暗电流的上限值以下的电流,在所述车辆为泊车状态、且从所述蓄电元件向所述车辆流动了所述车辆暗电流的上限值以下的电流的情况下,进行所述第1soc估计处理,在所述车辆为泊车状态、且从所述蓄电元件向所述车辆流动了比所述车辆暗电流的上限值大的电流的情况下,对由所述电流传感器测量的所述蓄电元件的电流进行累计,由此进行估计所述蓄电元件的soc的第2soc估计处理。

在该构成中,在车辆为泊车状态、且从蓄电元件向车辆流动了车辆暗电流的上限值以下的电流的情况下,累计泊车时放电电流的估计值来估计soc(第1soc估计处理)。另一方面,在车辆为泊车状态、且从蓄电元件向车辆流动了比车辆暗电流的上限值大的电流的情况下,累计由电流传感器测量的电流来估计soc(第2soc估计处理)。即,根据从蓄电元件向车辆流动的电流与车辆暗电流的上限值的大小关系来切换两种估计方法,因此能够期待soc的估计精度的进一步提高。

所述存储部中存储的所述泊车时放电电流的所述估计值是根据所述车辆的种类或者等级而不同的值。在本构成中,根据车辆的种类或者等级来改变泊车时放电电流的估计值,因此较之于使泊车时放电电流的估计值为一成不变的设定的情况,能够抑制泊车时放电电流的误差。

所述运算处理部进行下述处理:从外部获取所述泊车时放电电流的估计值的误差量、或者在内部运算所述泊车时放电电流的估计值的误差量的处理;和基于获取到或者运算出的所述误差量来修正所述存储部中存储的所述泊车时放电电流的所述估计值的修正处理。在本构成中,由于对泊车时放电电流的估计值进行修正,因此假设在泊车时放电电流有个体偏差(按每个该车辆的个体偏差)的情况下,也能够使泊车时放电电流的估计值接近真值,能够提高泊车中的soc的估计精度。另外,作为从外部获取并修正估计值的误差量的例子,能够例示追加了电气部件等的情况。即,例如从电气部件的制造商等外部获取已追加的电气部件所消耗的暗电流的值,对泊车时放电电流的估计值进行修正,从而能够抑制泊车时放电电流的误差。

所述运算处理部基于soc的差分以及所述估计值的累计时间t、或者容量的差分以及所述估计值的累计时间t,来计算所述泊车时放电电流的所述估计值的误差量,所述soc的差分是在所述车辆的泊车中通过ocv法与对所述泊车时放电电流的所述估计值进行累计的电流累计法而估计出的soc的差分,所述容量的差分是在所述车辆的泊车中通过ocv法与对所述泊车时放电电流的所述估计值进行累计的电流累计法而估计出的容量的差分。

在该构成中,能够在不利用电流传感器的情况下求出泊车时放电电流的估计值的误差量,并且能够基于求出的误差量来进行修正泊车时放电电流的估计值的修正处理。

所述运算处理部在每单位时间的所述soc的差分或者所述容量的差分的大小超过了基准值的情况下,判断为所述蓄电元件异常。在该构成中,能够判断蓄电元件的异常。

另外,本技术能够应用于soc的估计方法、soc的估计程序。

<实施方式1>

接下来,根据图1~图6来说明本发明的实施方式1。

1.蓄电池模块的说明

图1是车辆的侧视图,图2是蓄电池模块的立体图,图3是蓄电池模块的分解立体图,图4是表示蓄电池模块的电气构成的框图。

如图1所示,汽车(以下作为车辆的一例)1具备蓄电池模块(本发明的“蓄电元件模块”的一例)20。

如图2所示,蓄电池模块20具有块状的电池壳体21,在电池壳体21内容纳有由多个二次电池31构成的电池组30、控制基板28。另外,在以下的说明中,当参照图2以及图3的情况下,将电池壳体21相对于设置面无倾斜地水平放置时的电池壳体21的上下方向设为y方向,将沿着电池壳体21的长边方向的方向设为x方向,将电池壳体21的纵深方向设为z方向来说明。

如图3所示,电池壳体21构成为具备:在上方开口的箱型的壳体主体23、对多个二次电池31进行定位的定位构件24、装配于壳体主体23上部的中盖25、以及装配于中盖25上部的上盖26。如图3所示,在壳体主体23内,分别容纳各二次电池31的多个单电池室23a设置为在x方向上排列。

如图3所示,定位构件24在上表面配置有多个汇流条27,定位构件24配置在壳体主体23内所配置的多个二次电池31的上部,多个二次电池31被定位的同时被多个汇流条27串联连接。

如图2所示,中盖25在俯视时呈大致矩形状,在y方向上被设为带有高低差的形状。在中盖25的x方向两端部,设置有未图示的束线端子所连接的一对端子部22p、22n。一对端子部22p、22n例如由铅合金等金属构成,端子部22p为正极侧端子部,端子部22n为负极侧端子部。

此外,如图3所示,中盖25能够在内部容纳控制基板28,中盖25装配于壳体主体23,从而二次电池31与控制基板28被连接。

接下来,参照图4来说明汽车1的电气负载10以及蓄电池模块20的电气构成。汽车1的电气负载10包括:电池电动机等发动机起动装置10a、进行汽车1的控制的车辆ecu(electroniccontrolunit:电子控制单元)10b、装备品10c、10d。装备品10c、10d中包括车头灯、车内灯、音响、钟表、安全装置。

这些电气负载10经由电源线36p、接地线36n而与蓄电池模块20以及车辆发电机15连接,从蓄电池模块20以及车辆发电机15进行电力供给。即,在泊车中、停车中(包括怠速停止时)等车辆发电机15不发电时,从蓄电池模块20供给电力。此外,例如,在行驶中发电量超过负载时,从车辆发电机15供给电力,根据其剩余的电力来充电蓄电池模块20。此外,在发电量低于负载时,为了补充其不足量,不仅从车辆发电机15供给电力,还从蓄电池模块20供给电力。

蓄电池模块20具有:电池组30、电流传感器41、温度传感器43、电流断路装置45、对电池组30进行管理的电池管理装置(以下记为bm)50、以及连接器连接部90。电池组30由被串联连接的多个锂离子二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)31构成。

电池组30、电流传感器41以及电流断路装置45经由连接线35而串联连接。在本例中,将电流传感器41配置在负极侧,将电流断路装置45配置在正极侧,电流传感器41与负极侧端子部22n连接,电流断路装置45与正极侧端子部22p连接。

电流传感器41设置在电池壳体21的内部,发挥对二次电池31中流动的电流进行检测的功能。温度传感器43发挥以接触式或非接触式的方式来测定二次电池31的温度[℃]的功能。

电流传感器41与温度传感器43通过信号线而与bm50电连接,电流传感器41、温度传感器43的检测值构成为被bm50取入。电流传感器41设置在电池壳体21内。

电流断路装置45设置在电池壳体21的内部。电流断路装置45例如是fet等半导体开关、继电器,响应于来自bm50的指令(控制信号),发挥使正极侧的电力线35断开来使二次电池31的电流断路的功能。

连接器连接部90设置在壳体主体23的外面。相对于连接器连接部90而连接通信用连接器95,从而bm50成为能够经由通信线l而在与车辆ecu10b之间通信地连接的构造。

bm50具备电压检测电路60和控制部70,并且设置于控制基板28。此外,如图4所示,bm50的电源线与电池组30的正极侧的连接点j1连接,接地线与负极侧的连接点j2连接,bm50从电池组30接受电力的供给。

电压检测电路60经由检测线而分别与各二次电池31的两端连接,并且响应于来自控制部70的指示,发挥对各二次电池31的电压以及电池组30的总电压进行测定的功能。

控制部70包括:作为中央处理装置的cpu(本发明的“运算处理部”的一例)71、存储器(本发明的“存储部”的一例)73、以及通信部75。cpu71根据电流传感器41、电压检测电路60以及温度传感器43的输出来监视二次电池31的电流、电压、温度,在探测到异常的情况下,使电流断路装置45工作来防止二次电池31变为危险的状态。

此外,cpu71进行通过电流累计法来估计二次电池31的soc的处理。soc(stateofcharge:充电状态)表示二次电池31的充电状态,在本说明书中通过以下的数学式1来定义“soc”。

[数学式1]

另外,在数学式1中,“y”为二次电池31的充电量(剩余容量)[ah],“yo”为二次电池31的充满电容量[ah]。

在电流累计法中,对二次电池31的充放电电流i进行测量,累计为此时的soc,由此估计下一个时间点的soc。即,累计电流传感器41所输出的电流i来计算累积充放电量。然后,将根据累积充放电量而计算出的soc的变化量与soc的当前值相加,由此估计下一个时间点的soc。

[数学式2]

另外,数学式2的右边第1项表示soc的当前值,右边第2项表示从当前值起的soc变化量。

此外,存储器73是闪存、eeprom等非易失性存储器。在存储器73中存储有用于监视二次电池31的监视程序、执行soc估计处理的程序、以及执行这些程序所需的数据。此外,除了这些数据之外,还预先存储有始终放电电流ic1的估计值的数据、车辆暗电流ic2的估计值的数据、泊车时放电电流ic的估计值的数据(参照图5)。

2.电流传感器的测量误差与泊车时放电电流的估计值

电流累计法由于累计电流值来估计soc,因此为使soc的估计精度提高,需要抑制电流的测量误差。但是,二次电池31的“泊车时放电电流ic”是小于100ma的微小电流,因此在对于电流传感器41而要求大电流测量范围的情况下,难以准确测量。

尤其是,二次电池31是发动机起动用的,因此往往会流动接近1000a的起动电流。因而,若想要以一个电流传感器来测量泊车时放电电流ic~起动电流的整个范围,则会要求大电流测量范围,从而传感器的分辨率变大(变粗)。因而,泊车时放电电流ic的测量误差变大,存在泊车时通过累计所引起的测量误差的蓄积使得soc的估计精度下降的顾虑。

另外,“泊车时放电电流ic”是在泊车中二次电池31所放电的电流。在本说明书中,如下述的数学式3式所示那样,将泊车时放电电流ic设为始终放电电流ic1与车辆暗电流ic2的合计电流。

[数学式3]

ic=ic1+ic2

“始终放电电流”是与二次电池31的使用状态例如有无车载无关地二次电池31一直放电的电流。始终放电电流icl中包括自放电电流和bm50的消耗电流。

“自放电电流”是由于电池内部的反应(例如,活性物质与电解液的反应等)而自放电的电流。

“bm50的消耗电流”是从二次电池31流向bm50被消耗的电流。即,bm50将二次电池31作为电源,从二次电池31接受电力的供给来动作。bm50与二次电池31处于单体的状态还是处于被车载的状态等使用状态无关地一直监视二次电池31,因此bm50的消耗电流被始终消耗。

“车辆暗电流”是在下述的(a)且(b)的状态下从二次电池31流向搭载于该汽车1的特定的电气负载被消耗的电流。作为特定的电气负载,例如能够例示钟表、音响、安全装置、车辆ecu的存储器等。另外,特定的电气负载是在泊车时将二次电池31作为电源来消耗电力的电气负载。

(a)从汽车的点火钥匙汽缸拔出了点火钥匙的状态;

(b)关闭汽车的所有门,使汽车的所有开关类为断开(off)的状态;

(c)电子钥匙存在于不能与车辆进行无线通信的动作范围外的状态。

另外,上述(a)、(b)的条件假定了将汽车1的钥匙插入汽缸的类型的情况,但在不将汽车1的钥匙插入汽缸的类型的电子钥匙(仅通过在动作范围内保持来解锁门锁,或者通过按钮操作能够实现发动机起动的类型的钥匙)的情况下,代替(a)的条件而应用(c)的条件,在(b)且(c)的状态下,将从二次电池31流向搭载于该汽车1的特定的电气负载被消耗的电流设为车辆暗电流。

关于泊车时放电电流ic,有时根据始终放电电流icl、车辆暗电流ic2的估计值(预测值)而求出的估计值的误差反倒比由电流传感器41测量的误差要小。即,若比较由电流传感器41对泊车时放电电流ic进行测量时相对于真值的误差ε1、与泊车时放电电流ic的估计值相对于真值的误差ε2,则有时估计值的误差ε2比由电流传感器41进行测量时的误差ε1要小。

因此,在本实施方式中,在根据电流传感器41的分辨率、泊车时放电电流ic的大小等条件预计估计值的误差ε2比由电流传感器41进行测量时的误差ε1要小的车辆的情况下,对于存储器73而预先写入泊车时放电电流ic的“估计值”来存储,在泊车中累计预先存储的泊车时放电电流ic的估计值来估计二次电池31的soc。

如此一来,较之于由电流传感器41实际测量泊车时放电电流ic并利用其测量值的情况,能够抑制泊车时放电电流ic的误差,因此能够抑制泊车时由于累计所引起的测量误差的蓄积使得soc的估计精度的下降。

另外,如上述,车辆暗电流ic2是在泊车时特定的电气负载所消耗的电流,因此在本实施方式中,根据这些电气负载的消耗电流来计算写入至存储器73的车辆暗电流ic2的估计值。具体而言,在上述的(a)且(b)的状态下,将预计由搭载于该汽车1的特定的电气负载消耗的各消耗电流进行合计后的值作为总消耗电流。作为一例,车辆暗电流ic2的估计值为50ma。

此外,关于二次电池31的自放电电流,例如能够通过如下方式来求出,即,在使电池充满电之后,在一定期间内,在室温气氛等下放置之后,测定端子电压的下降量,由此求出。二次电池31的自放电电流根据过去的数据可知大致小于1ma。此外,bm50的预计消耗电流也大致为1ma左右,因此在本实施方式中,作为一例,将始终放电电流ic1的估计值设为2ma。

另外,如图5所示,在控制部70的存储器73中,不仅存储有泊车时放电电流ic的估计值的数据,还分别存储有始终放电电流ic1的估计值的数据与车辆暗电流ic2的估计值的数据。

优选将这些各电流ic、ic1、ic2的估计值的数据写入存储器73的定时为将蓄电池模块20搭载于汽车1之前,在本实施方式中,使得在发货检查时(向车辆制造商发货蓄电池模块20时所进行的发货检查时)与蓄电池模块20的检查一起进行写入。

此外,如果汽车1的种类不同,则所配备的电气负载不同。因而,在本实施方式中,根据配备于车载对象的汽车1的电气负载来改变车辆暗电流ic2的估计值,在存储器73中根据该汽车1的种类而存储有不同的车辆暗电流ic2的估计值。此外,泊车时放电电流ic是对始终放电电流ic1与车辆暗电流ic2的估计值进行合计而得的,因此关于泊车时放电电流ic,也根据该汽车1的种类而写入不同的泊车时放电电流ic的估计值。反言之,如果汽车1的种类相同,则车辆暗电流ic2、泊车时放电电流ic的估计值是一成不变的。如此,通过将写入至存储器73的车辆暗电流ic2与泊车时放电电流ic的估计值设为根据汽车1的种类而不同的值,从而能够抑制车辆暗电流ic2的估计值的误差以及泊车时放电电流ic的估计值的误差。

此外,自放电电流、bm50的消耗电流是依赖于蓄电池模块20的电流,是与汽车1的种类、等级无关的相同的值,因此如图5所示,始终放电电流ic1设为固定值。

以下,参照图6来对由bm50的cpu71执行的soc估计处理进行说明。图6所示的soc估计处理由s10~s70的7个步骤构成,例如在bm50的启动后执行。另外,在bm50的启动前,各电流ic、ic1、ic2的估计值已向存储器73写入完毕。

若soc估计处理开始,则cpu71监控电流传感器41、电压检测电路60以及温度传感器43的输出,开始对二次电池31的电流、电压、温度进行监视的处理(s10)。

然后,cpu71进行判断是否车载有蓄电池模块20的处理。另外,是否被车载的判断,例如能够通过检测是否从电流传感器41的输出中瞬间地检测到大的放电电流来判断。

即,若蓄电池模块20车载于汽车1,则对设置于车辆侧的电路的电容器(省略图示)进行充电,因此会从二次电池31向电容器瞬间地流动给定值ix以上的大放电电流(参照图7)。因而,若从电流传感器41的测量值瞬间地检测到给定值ix以上的大放电电流,则能够判断出二次电池31车载于汽车1。另外,放电电流是否为瞬间的,能够根据电流值超过给定值ix的时间来判断。

在未瞬间地检测到大放电电流的期间,判断出未车载有蓄电池模块20(s20:否),在该情况下,cpu71通过累计存储器73中存储的始终放电电流ic1的估计值来进行估计soc的处理(s30)。

而且,若瞬间地检测到大放电电流,则cpu71判断出车载有蓄电池模块20(s20:是),然后进行判断车辆是否为泊车状态的处理(s40)。

汽车1是否为泊车状态的判断,例如能够通过在bm50与车辆ecu10b之间是否停止了通信来判断。即,车辆ecu10b基于点火开关、门开关以及设置于汽车的其他开关的状态等来检测汽车1是否为泊车状态。而且,若判断出汽车1为泊车状态,则车辆ecu10b成为停止状态,停止与bm50的通信。因此,cpu71能够通过检测与车辆ecu10b之间是否停止了通信来判断汽车1是否为泊车状态。

在本实施方式中,若检测到与车辆ecu10b之间通信停止了给定期间以上的状态,则cpu71判断出汽车1为泊车状态。另外,泊车是“满足上述的(a)、(b)的条件、或者(b)、(c)的条件的任一者,在给定的时间内车辆无动作的状态”。

而且,在判断出汽车1为泊车状态的情况下,cpu71通过累计存储器73中存储的泊车时放电电流ic的估计值,由此进行估计二次电池31的soc的处理(s50)。另外,s50的处理相当于本发明的第1soc估计处理。

另一方面,在汽车1不是泊车状态的情况下(例如,行驶中、停车中的情况下),通过累计电流传感器41的测量值,由此估计二次电池31的soc(s60)。而且,在执行s50、s60的处理之后,cpu71进行判断从上次的soc估计时起是否经过了测量周期的处理(s70)。

直至经过测量周期为止,成为待机状态。而且,若从上次的soc估计时起经过了测量周期,则作为处理的流程而返回s40,与上述同样,根据汽车1是否为泊车状态,通过两种估计方法来估计soc。即,在汽车1为泊车状态的情况下,通过累计泊车时放电电流ic的估计值,由此估计二次电池31的soc(s50)。另一方面,在汽车1不是泊车状态的情况下(例如,行驶中、停车中的情况下),通过累计电流传感器41的测量值,由此估计二次电池31的soc(s60)。而且,按照每个测量周期来反复执行这种处理。

3.效果

本实施方式的bm50在汽车1为泊车状态的情况下,累计存储器73中预先存储的泊车时放电电流ic的估计值来估计二次电池31的soc。如此一来,能够抑制泊车时放电电流ic的误差,能够期待soc的估计精度的提高。具体而言,较之于由电流测量范围大的电流传感器41测量泊车时放电电流ic来估计soc的情况,能够抑制泊车时放电电流ic的误差,因此能够抑制soc的估计精度的下降。

此外,存储器73中预先存储的泊车时放电电流ic的估计值包括二次电池31一直放电的始终放电电流ic1。因而,泊车时的soc的估计精度变高。即,较之于泊车时放电电流ic的估计值不包括始终放电电流ic1而仅包括车辆暗电流ic2的情况,能够抑制与始终放电电流相应的量的误差,泊车时的soc的估计精度变高。

此外,本实施方式的bm50在蓄电池模块20未车载于汽车1的情况下(s20:否),仅累计除了车辆暗电流流ic2之外的始终放电电流ic1的估计值来估计二次电池31的soc。如此一来,能够在未车载蓄电池模块20的期间计算二次电池31放电所引起的soc的下降量,对于蓄电池模块20未车载于汽车1的期间,soc的估计精度得到提高。此外,由于可抑制蓄电池模块20未车载于汽车1的期间的soc的估计误差,因此在搭载了蓄电池模块20之后,soc的估计精度也得到进一步提高。即,由于车载了蓄电池模块20的时间点的soc的估计精度变高,因此该时间点之后,soc的估计精度也必然变高。

本实施方式的蓄电池模块20将监视对象的电池组30与bm50容纳于电池壳体21内来模块化。如此一来,能够以一对一的对应关系来组合使用特定的电池组30与特定的bm50,例如能够将该电池组30所固有的始终放电电流ic1预先存储至与电池组30模块化的bm50的存储器73。因此,能够利用该电池组30所固有的始终放电电流ic1来进行soc的估计,因此能够期待soc的估计精度得到提高。

<实施方式2>

接下来,根据图8~图10来说明本发明的实施方式2。

泊车时放电电流ic是即便汽车1的种类相同,也按照每个汽车1而具有偏差(个体偏差)。理由是占泊车时放电电流ic的大部分的车辆暗电流ic2按照每个汽车1而具有偏差。在实施方式2中,计算泊车时放电电流ic的估计值的误差量ε来修正泊车时放电电流ic的估计值。如此一来,能够在泊车中使soc的估计精度得到提高。

1.二次电池的特性

二次电池31是对于正极活性物质而利用了磷酸铁锂(lifepo4)、对于负极活性物质而利用了石墨的磷酸铁系的锂离子电池。图8表示将横轴设为soc[%]、将纵轴设为ocv[v]的二次电池31的soc-ocv相关特性。如图8所示,二次电池31具有多个充电区域,包括ocv的变化量相对于soc的变化量相对低的低变化区域、和ocv的变化量相对于soc的变化量相对高的高变化区域。

具体而言,具有2个低变化区域l1、l2和3个高变化区域h1、h2、h3。如图8所示,低变化区域l1位于soc的值为31[%]~62[%]的范围。低变化区域l2位于soc的值为68[%]~97[%]的范围。低变化区域l1成为ocv的变化量相对于soc的变化量非常小、ocv为3.3[v]、大致恒定的平稳区域。此外,低变化区域l2也同样成为ocv为3.34[v]、大致恒定的平稳区域。另外,平稳区域是ocv的变化量相对于soc的变化量为2[mv/%]以下的区域。

第1高变化区域h1处于soc的值为62[%]~68[%]的范围,位于2个低变化区域l1、l2之间。第2高变化区域h2处于soc的值小于31[%]的范围,位于低变化区域l1的低soc侧。第3高变化区域h3处于soc的值大于97[%]的范围,位于低变化区域l2的高soc侧。另外,第1高变化区域~第3高变化区域h1~h3成为较之于低变化区域l1、l2而ocv的变化量相对于soc的变化量(图8所示的图表的倾斜度)相对高的关系。

2.泊车时放电电流ic的估计值的修正处理

图9是表示对泊车时放电电流ic的估计值进行修正的修正处理的动作流程的图。修正处理的动作流程由s81、s83、s85这3个处理构成,例如在蓄电池模块20车载于汽车1之后执行。

若修正处理的动作流程开始,则首先cpu71进行判断汽车1是否为泊车状态的处理(s81)。

汽车1是否为泊车状态的判断,例如能够通过在bm50与车辆ecu10b之间是否停止了通信来判断。在本实施方式中,与实施方式1中所说明的s40的情况同样,若检测到与车辆ecu10b之间通信停止了给定期间以上的状态,则cpu71判断出汽车1为泊车状态。

而且,若判断出汽车1为泊车状态,则然后转变为s83,cpu71进行修正泊车时放电电流ic的估计值的修正处理。修正泊车时放电电流ic的估计值的处理能够通过图10所示的s100~s150这6个步骤来进行。此外,由s100~s150这6个步骤构成的修正处理与在实施方式1中参照图6所说明的soc的估计处理并行进行。具体而言,在反复执行s40、s50、s70的处理的期间中,与这些s40、s50、s70的处理并行执行。

在以下的说明中,ocv法是利用soc-ocv的相关性来估计soc的方法。在本实施方式中,表示图8所示的soc-ocv的相关性的数据预先存储至存储器73。另外,ocv(opencircuitvoltage:开路电压)是二次电池31的开路电压,具体而言是无电流或者视作无电流的情况下的二次电池31的电压。在本例中,二次电池31的电流为给定值以下(作为一例表示100ma)时,判断出实质上无电流。

(s100)在泊车中通过ocv法来估计二次电池31的soc

若cpu71通过与车辆ecu10b的通信而检测到汽车1为泊车状态,则根据电压检测电路60的输出来测量二次电池31的ocv,判断二次电池31包括在低变化区域l1、l2或者高变化区域h1、h2、h3的哪个区域中。

基于ocv法的soc的估计优选在高变化区域h1、h2、h3中进行,当判断出二次电池31的ocv包括在高变化区域h1~h3的任一个区域中的情况下,cpu71利用soc-ocv的相关性来估计soc。在图8的例子中,在第1时刻t1,在高变化区域h3内估计soc,soc的估计值为“x1”。

(s110)累计开始

然后,cpu71累计存储器73中存储的泊车时放电电流ic的估计值来计算从第1时刻t1起的累积充放电量qs。

(s120)在累计开始后,通过“ocv法”与“电流累计法”来分别估计二次电池31的soc

cpu71在累计开始后,在汽车1的泊车中再次通过ocv法来估计二次电池31的soc。基于ocv法的soc的估计与初次的soc估计同样,优选在高变化区域h1、h2、h3内进行。在图8的例子中,在第2时刻t2,在高变化区域h1内估计soc,基于ocv法的soc的估计值为“x2a”。

此外,cpu71在作为基于ocv法的soc的估计时刻的第2时刻t2,通过电流累计法来估计二次电池31的soc。即,根据从第1时刻t1至第2时刻t2的累积充放电量(具体是累计泊车时放电电流ic的估计值而得的累积充放电量)qs,计算第1时刻t1以后的soc的变化量。然后,通过对第1时刻t1的soc的估计值x1加上“soc的变化量”,从而获得第2时刻t2的soc。在图8的例子中,基于电流累计法的soc的估计值为“x2b”。

(s130)计算soc的差分

接下来,cpu71计算通过ocv法与电流累计法而估计出的soc的差分δsoc。差分δsoc是由于泊车时放电电流ic的估计值的误差而产生的,在泊车时放电电流ic的估计值不具有误差的情况下,成为零或者接近零的值。

[数学式4]

δsoc=x2a-x2b

另外,在数学式4中,“x2a”为在第2时刻t2通过ocv法而估计出的soc的值,“x2b”为在第2时刻t2通过电流累计法而估计出的soc的值。

(s140)计算泊车时放电电流ic的估计值的误差量ε

接下来,cpu71基于差分δsoc、累计时间t以及充满电容量yo,来计算泊车时放电电流ic的估计值的误差量ε。例如,泊车时放电电流ic的估计值的误差量ε能够通过下述的数学式5来计算。

[数学式5]

ε=yo×δsoc/t

另外,在数学式5中,累计时间t是对估计值ic进行了累计的时间,即是从累计开始到估计soc为止的时间(t2-t1)。

(s150)修正泊车时放电电流ic的估计值

然后,cpu71进行修正存储器73中存储的泊车时放电电流ic的估计值的处理。具体而言,基于误差量ε来修正泊车时放电电流ic的估计值。例如,泊车时放电电流ic的修正式能够设为下述的数学式6。

[数学式6]

icr=ico-ε

另外,“icr”表示泊车时放电电流ic的修正后的估计值,“ico”表示泊车时放电电流ic的估计值(初始值)。

如此,通过s100~s150这6个步骤,能够修正泊车时放电电流ic的估计值。

而且,若cpu71进行修正泊车时放电电流ic的估计值的处理,则自此以后应用修正后的估计值来进行soc的估计。即,在汽车1为泊车状态的情况下(图6的s40:是),通过累计修正后的估计值icr,由此估计soc(图6的s50)。

另外,在执行s150之后,作为处理的流程,如图9所示那样转变为s85。在s85中,执行判定从上次修正时起是否经过了给定期间的处理。若经过了给定期间,则在s85中成为“是”判定,转变为s83。因而,反复执行每当从上次修正时起经过了给定期间则修正泊车时放电电流ic的估计值的处理。

如此,在实施方式2中,由于对泊车时放电电流ic的估计值进行修正,因此能够使泊车时放电电流ic的估计值接近真值。因而,能够使泊车时的soc的估计精度得到提高。尤其是,由于在将蓄电池模块20实际车载于汽车1的状态下求出泊车时放电电流ic的估计值的误差量ε,因此能够抑制每个汽车1的泊车时放电电流ic的偏差所引起的估计值的误差。此外,在本方法中,能够在不利用电流传感器41的情况下修正泊车时放电电流ic。

此外,修正泊车时放电电流ic的估计值的处理(初次修正)优选在制造出的汽车1交给终端用户之前(例如,将制造出的车辆输送至销售店的期间等)进行。如此一来,能够在抑制了泊车时放电电流ic的估计值的误差的状态下将汽车1交给终端用户,能够在输送期间进行修正处理,因此能够削减制造工序(发货前的修正处理工序)。

此外,在本实施方式中,反复执行每当从上次修正时起经过了给定期间则修正泊车时放电电流ic的估计值的处理。如此一来,泊车时放电电流ic的估计值每隔给定期间被更新,因此能够更进一步抑制泊车时放电电流ic的估计值的误差。因而,泊车中的soc的估计精度得到提高。

另外,泊车时放电电流ic的更新周期例如为1天、2天,较之于soc的测量周期)而足够长。因而,若更新泊车时放电电流ic,则然后至经过了更新周期的期间,作为泊车时放电电流ic的估计值而利用相同的值来进行soc的估计。

此外,在实施方式2中,cpu71根据在s130中计算出的soc的差分δsoc来判断蓄电池模块20的异常。具体而言,差分δsoc除以累计时间t,来计算每单位时间的差分δsoc的大小。

然后,进行将计算出的每单位时间的差分δsoc与给定的基准值比较的处理,如果每单位时间的差分δsoc比基准值小,则判断出蓄电池模块20正常。另一方面,在每单位时间的差分δsoc比基准值大的情况下,判断出蓄电池模块20异常。如此一来,例如能够检测蓄电池模块20中有内部短路,在泊车中二次电池31放电超过泊车时放电电流ic的电流的异常。

<实施方式3>

接下来,根据图11来说明本发明的实施方式3。

图11是应用于实施方式3的soc估计处理的流程图,对于在实施方式1中参照了图6的soc估计处理而追加了“s45”的处理。

若具体来说明,则“s45”的处理成为转变为泊车状态之后判断从二次电池31流向汽车1的电流是否为视作车辆暗电流ic2的水平的处理。即,cpu71进行将由电流传感器41检测的电流值与阈值比较的处理。阈值是根据特定的电气负载的消耗电流及其偏差而预计的车辆暗电流ic2的上限值。

而且,在由电流传感器41检测的电流值为阈值以下的情况下(s45:是),即,从二次电池31流向汽车1的电流比车辆暗电流ic2的上限值小的情况下,cpu71通过累计存储器73中存储的泊车时放电电流ic的估计值,由此估计二次电池31的soc(s50)。另外,s50的处理相当于本发明的第1soc估计处理。

另一方面,在由电流传感器41检测的电流值大于阈值的情况下(s45:否),即,比车辆暗电流ic2的上限值大的电流从二次电池31流向车辆的情况下,cpu71通过累计电流传感器41的测量值,由此估计二次电池31的soc(s60)。另外,s60的处理相当于本发明的第2soc估计处理。

如此,在实施方式3中,即便是泊车中,当比车辆暗电流ic2的上限值大的电流从二次电池31流向汽车1的情况下(例如,泊车时应断开的电气负载因某些理由在泊车后仍处于接通的情况),也会通过累计电流传感器41的测量值来估计soc。因而,较之于在泊车期间中一直利用泊车时放电电流ic的估计值来估计soc的情况,能够使soc的估计精度得到提高。

<其他实施方式>

本发明并不限定于通过上述记载以及附图而说明的实施方式,例如如下的实施方式也包括在本发明的技术范围中。

(1)在上述实施方式1~3中,作为“蓄电元件”的一例,虽然例示了锂离子二次电池,但并不限定于锂离子二次电池,例如可以是铅蓄电池等其他二次电池。此外,也可以是蓄电器。

(2)在上述实施方式1~3中,作为“车辆”的一例,虽然例示了汽车1,但能够将本技术应用于三轮汽车、轻车辆等汽车1以外的车辆。此外,也能够应用于公共汽车等。

(3)在上述实施方式1中,示出基于与车辆ecu10b的通信来判断汽车1是否为泊车状态的例子。是否为泊车状态的判断并不限定于实施方式1中例示的方法,也可以为其他方法。例如,可以根据二次电池31的电流值来判断。

(4)在上述实施方式1中,示出向存储器73预先存储了泊车时放电电流ic的估计值的例子。泊车时放电电流ic无需一定进行存储,可以向存储器73仅存储始终放电电流ic1的估计值与车辆暗电流ic2的估计值的数据,将泊车时放电电流ic计算为存储器73中存储的始终放电电流ic1的估计值与车辆暗电流ic2的估计值的合计值。即,可以向存储器73存储用于求出泊车时放电电流ic的估计值的数据(在上述的例子中为始终放电电流ic1的估计值与车辆暗电流ic2的估计值),并根据这些数据来求出泊车时放电电流ic。另外,始终放电电流ic1的估计值的数据与车辆暗电流ic2的估计值的数据为用于计算泊车时放电电流ic的数据的一例。

(5)在上述实施方式1中,示出向存储器73预先存储了始终放电电流ic1的估计值、车辆暗电流ic2的估计值、以及泊车时放电电流ic的估计值这3个数据的例子,但可以在不执行s30的处理的情况下,仅将泊车时放电电流ic的估计值存储至存储器73。

(6)始终放电电流ic1是与二次电池31的使用状态无关地由二次电池31一直放电的电流,其中包括自放电电流与bm50的消耗电流。自放电电流、bm50的消耗电流具有二次电池31的电池电压、soc越低则越小的趋势,值依赖于电池电压、soc而变动。在上述实施方式1中,虽然将始终放电电流ic1设为固定值,但可以构成为,按照二次电池31的每个电池电压来存储始终放电电流ic1、或者按照每个soc来存储始终放电电流icl等,作为始终放电电流ic1而将与电池电压、soc相应的值存储至存储器73。而且,可以在泊车时估计soc的情况下,读出与电池电压、soc的值相应的始终放电电流ic1,通过与车辆暗电流ic2相加,由此求出泊车时放电电流ic。

(7)在实施方式1中,示出在行驶中、停车中等汽车1不是泊车状态的情况下,通过累计电流传感器41的测量值来估计二次电池31的soc的例子(s60)。除此之外,也可以在行驶中、停车中等汽车1不是泊车状态的情况下,通过累计在电流传感器41的测量值上加上始终放电电流icl而得的电流,由此估计二次电池31的soc。如此一来,soc的估计精度变得更高。

(8)在实施方式1中,说明了以给定的测量周期进行soc的估计处理的例子。测量周期可以根据汽车1的状态而变更。例如,可以使得泊车中的测量周期长于行驶中的测量周期,从而在泊车中降低进行soc的估计处理的频度。如此一来,能够抑制泊车中的消耗电流,有助于防止过放电。

(9)在实施方式1中,虽然示出将bm50的接地线与电流传感器41的电池组30侧的连接点j2连接的例子,但例如可以与电流传感器41的端子部22n侧的连接点j3连接。另外,在将接地线与连接点j2连接的情况下,电流传感器41的测量值中仅包括从电池组30流向车辆的电流,不包括bm50的消耗电流。但是,在与连接点j3连接的情况下,电流传感器41的测量值中包括从电池组30流向车辆的电流与bm50的消耗电流这两者。

(10)在上述实施方式2中,示出基于通过ocv法与电流累计法这2个方法而估计出的soc的差分δsoc来修正泊车时放电电流ic的估计值的例子。泊车时放电电流ic的估计值的修正方法并不限定于实施方式2中例示的方法,可以是除此之外的方法。例如,在泊车时放电电流ic的估计值向存储器73写入之后,将泊车中消耗电流的特定的电气负载附加于汽车1的情况下,附加的电气负载的消耗电流成为车辆暗电流ic2以及泊车时放电电流ic的误差。因而,可以在有附加的电气负载的情况下,对车辆暗电流ic2以及泊车时放电电流ic的估计值进行修正,将追加后的电气负载的消耗电流与追加前的各电流ic2、ic的估计值相加。即,bm50可以从外部获取泊车时放电电流ic的估计值的误差量(在该情况下为已被追加的电气负载的消耗电流),来修正泊车时电流的估计值ic。

(11)在上述实施方式2中,示出基于通过ocv法与电流累计法这2个方法而估计出的soc的差分δsoc、以及累计时间t,来修正泊车时放电电流ic的估计值的例子。除此之外,也可以基于通过ocv法与电流累计法这2个方法而估计出的容量y的差分δy、以及累计时间t,来修正泊车时放电电流ic的估计值。

此外,实施方式2中所说明的修正处理(s100~s150)也能够应用于如实施方式3那样进行s45的处理的情况。

(12)如果汽车1的种类不同,则所配备的电气负载不同。因而,在实施方式1中,示出根据车载对象的汽车1的种类而变更了车辆暗电流ic2与泊车时放电电流ic的估计值的例子。即便汽车的种类相同,也存在配备于汽车的电气负载因等级而不同的情况。因而,可以在所配备的电气负载因等级而不同的情况下,根据车载对象的汽车的等级来变更写入至存储器73的车辆暗电流ic2与泊车时放电电流ic的估计值。

(13)在实施方式1中,设为通过检测是否从电流传感器41的输出中瞬间地检测到大放电电流,由此判断是否车载有蓄电池模块20。判断是否车载有蓄电池模块20的方法并不限定于上述方法,例如可以通过连接器连接部90是否连接有通信用连接器95来进行判断。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1