蓄电装置以及蓄电元件的管理方法与流程

文档序号:23186481发布日期:2020-12-04 14:15阅读:131来源:国知局
蓄电装置以及蓄电元件的管理方法与流程

在本说明书中公开的技术涉及蓄电装置以及蓄电元件的管理方法。



背景技术:

以往,已知有具备锂离子电池等蓄电元件和对该蓄电元件进行管理的管理部(bms:batterymanagementsystem,蓄电池管理系统)的蓄电装置(例如参照专利文献1)。

这样的蓄电装置的用途有向使车辆的发动机起动的起动机供给电力的起动用(例如参照专利文献1)、向搭载于电动汽车、混合动力汽车等车辆的辅机类(前照灯、空调、音响、车门的锁机构等)供给电力的辅机用(例如参照专利文献2)、在起动用或辅机用的蓄电装置的充电状态(soc:stateofcharge)下降的情况下取代它们供给电力的备用等的各种各样的用途。辅机用的蓄电装置除了向辅机类供给电力之外还有时用于混合动力汽车的混合动力系统的启动。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-216879号公报

专利文献2:日本特开2018-018801号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

一般地,蓄电元件根据用途而适当的管理方法(换言之为管理方式)不同。因而,以往按每种用途准备管理部,导致管理部涉及的成本(开发成本、管理成本等)的增加。

在本说明书中公开了一种如下的技术,即,使得能够在多用途中使用同一规格的管理部,以抑制管理部涉及的成本。

用于解决课题的手段

蓄电装置具备:蓄电元件;获取部,获取能够判断所述蓄电元件的用途的信息;和管理部,以所设定的管理方式来管理所述蓄电元件,所述管理部根据由所述获取部获取到的所述信息来设定所述蓄电元件的管理方式。

发明效果

由于管理部根据能够判断蓄电元件的用途的信息来设定蓄电元件的管理方式,因此能够根据用途来管理蓄电元件。由此,使得能够在多用途中使用同一规格的管理部,能够抑制管理部涉及的成本。

附图说明

图1是搭载有实施方式1涉及的蓄电装置的车辆的示意图。

图2是蓄电装置的分解立体图。

图3的(a)是图2所示的蓄电元件的俯视图,图3的(b)是其a-a线的剖视图。

图4是示出在图1的主体内容纳了蓄电元件的状态的立体图。

图5是示出在图4的蓄电元件装上了汇流条的状态的立体图。

图6是示出蓄电装置的电气结构的框图。

图7的(a)是示出起动用的蓄电元件的放电电流的变化的曲线图,图7的(b)是示出辅机用的蓄电元件的放电电流的变化的曲线图。

图8的(a)是示出发动机的起动持(开动时)的电压的变化的曲线图,图8的(b)是示出发动机的起动持(开动时)的电流的变化的曲线图。

图9是管理方式的设定处理的流程图。

具体实施方式

(本实施方式的概要)

蓄电装置具备:蓄电元件;获取部,获取能够判断所述蓄电元件的用途的信息;和管理部,以所设定的管理方式来管理所述蓄电元件,所述管理部根据由所述获取部获取到的所述信息来设定所述蓄电元件的管理方式。

根据上述的蓄电装置,由于根据能够判断蓄电元件的用途的信息来设定蓄电元件的管理方式,因此能够根据用途来管理蓄电元件。由此,能够在多用途中使用同一规格的管理部,能够抑制管理部涉及的成本。

例如,在搭载于车辆的蓄电装置的情况下,蓄电元件的用途有前述的起动用、辅机用、备用等的各种各样的用途。因而,若根据用途来准备管理部,则需要与之相应的开发成本。根据上述的蓄电装置,由于蓄电装置的管理部设定与蓄电元件的用途相应的管理方式,因此与按每种用途开发管理部的情况相比,能够抑制开发成本。

若根据用途来准备管理部,则可能会引起即便关于某种用途有具备用于该用途的管理部的蓄电装置的库存但关于其他用途库存不足的情形。因而,库存的管理变得复杂。相对于此,根据上述的蓄电装置,由于设定与用途相应的管理方式,因此即便每种用途的销售规划有变更也能够灵活地应对,库存的管理变得格外容易,在此基础上,还有助于库存减少。因而,能够抑制蓄电装置的管理成本,用途的通用性也增加。

在搭载于车辆的蓄电装置的情况下,还能够进一步根据电压范围(12v、24v、48v、几百v(电动汽车的驱动用))来设定管理方式、或者根据蓄电元件的并联数来设定管理方式。即便在因蓄电装置过剩等理由而出售蓄电装置的情况下,也能够不限定用途地出售,因此能够出售的可能性变高。这样,设定与用途相应的管理方式有许多优点。

所述信息也可以是与所述蓄电元件的输出状况或者输入输出状况有关的信息。

所谓蓄电元件的输出状况,例如是蓄电元件的放电状况,所谓输入输出状况,例如是蓄电元件的放电状况以及充电状况。蓄电元件的输出状况、输入输出状况根据用途而不同。因而,在蓄电装置想要获知蓄电元件用于何种用途的情况下,输出状况、输入输出状况成为有用的线索。根据上述的蓄电装置,由于获取与蓄电元件的输出状况或者输入输出状况有关的信息,因此能够根据用途来管理蓄电元件。

也可以是,所述蓄电元件搭载于车辆,所述获取部是对所述蓄电元件的放电电流的电流值进行计测的电流计测部,在由所述电流计测部计测出第1基准值以上的电流值的情况下,所述管理部设定与用于使所述车辆的发动机起动的起动用的蓄电元件相应的管理方式。

在发动机的起动时流过大电流(例如300a以上的电流)。在发动机的起动完成的情况下,在之后的发动机的动作中,只要不是故障等异常状态,就不会流过大电流,因此在流过大电流的情况下能够判断为是起动用。因而,在计测出大电流(即,第1基准值以上的电流值)的情况下,通过设定与起动用的蓄电元件相应的管理方式,由此能够根据用途来管理蓄电元件。

也可以是,所述蓄电元件搭载于车辆,所述获取部具有:电流计测部,对流过所述蓄电元件的电流的电流值进行计测;和通信部,从所述车辆接收能够判断所述发动机的起动以及停止的信号,在所述电流计测部计测出第1基准值以上的电流值且之后所述发动机起动的情况下,所述管理部设定与用于使所述发动机起动的起动用的蓄电元件相应的管理方式。

蓄电元件也有可能因外部短路而流过大电流。因而,若只是流过大电流就设定与起动用的蓄电元件相应的管理方式,则有时会设定错误的管理方式。根据上述的蓄电装置,由于在流过大电流(第1基准值以上的电流值)之后发动机未起动的情况下,不设定与起动用的蓄电元件相应的管理方式,因此与仅利用电流值进行判断的情况相比,能够降低设定的错误。

也可以是,在所述电流计测部没有计测出所述第1基准值以上的电流值而所述发动机起动的情况下,所述管理部设定与向所述车辆的辅机供给电力的辅机用的蓄电元件相应的管理方式。

在辅机用的蓄电元件的情况下,不会从该蓄电元件流过大电流(第1基准值以上的电流值)而发动机便起动。根据上述的蓄电装置,由于在未流过大电流而发动机起动的情况下,设定与辅机用的蓄电元件相应的管理方式,因此能够根据用途来管理蓄电元件。

也可以是,在所述电流计测部没有计测出所述第1基准值以上的电流值而所述发动机起动之后,在所述发动机停止之前计测出第2基准值以上的电流值的情况下,所述管理部设定与向所述车辆的辅机供给电力的辅机用的蓄电元件相应的管理方式,在没有计测出所述第2基准值以上的电流值而所述发动机停止的情况下,所述管理部设定与备用的蓄电元件相应的管理方式,其中,所述第2基准值小于所述第1基准值。

在辅机用的蓄电元件的情况下,不会从该蓄电元件流过大电流(第1基准值以上的电流)而发动机便起动,在发动机停止之前流过中电流(第2基准值以上且小于第1基准值的电流)。流过中电流的理由是因为,从蓄电元件向辅机类供给电力。相对于此,在备用的蓄电元件的情况下,未从该蓄电元件流过大电流而发动机便起动,之后未流过中电流而发动机便停止。因而,根据上述的蓄电装置,能够根据用途来管理蓄电元件。

也可以是,所述蓄电元件的管理是所述蓄电元件的内部电阻值的估计,所述管理部根据所述信息来设定估计所述内部电阻值的定时。

估计内部电阻值的适当定时根据蓄电元件的用途而不同。根据上述的蓄电装置,由于根据能够判断蓄电元件的用途的信息来设定估计内部电阻值的定时,因此能够根据蓄电元件的用途而在适当定时估计内部电阻值。

也可以是,所述蓄电元件的管理是利用了估计用数据的所述蓄电元件的状态的估计,所述管理部根据所述信息来设定所述估计用数据。

用于估计蓄电元件的状态的估计用数据根据蓄电元件的用途而不同。根据上述的蓄电装置,与不论用途如何均利用相同的估计用数据的情况相比,能够精度良好地估计蓄电元件的状态。

所述管理部也可以根据所述信息来设定检测该蓄电装置的异常的处理。

蓄电装置根据用途而检测的异常不同。根据上述的蓄电装置,能够根据用途来适当检测蓄电装置的异常。

所述获取部也可以是从外部的设备接收所述信息的通信部。

根据上述的蓄电装置,通过从外部的设备接收信息,由此能够设定与蓄电元件的用途相应的管理方式。

所述获取部也可以是受理所述信息的输入操作的操作部。

根据上述的蓄电装置,通过受理与蓄电元件的用途有关的信息的输入操作,由此能够设定与蓄电元件的用途相应的管理方式。

也可以是,在设定与所述信息相应的管理方式时,在设定后的用途是被禁止从设定前的用途的切换的用途的情况下,所述管理部将该蓄电装置设为不能使用。

由于上述的蓄电装置根据用途来设定管理方式,因此能够将用于某种用途的蓄电装置之后再利用(再使用)于其他用途。然而,用于某种特定的用途的蓄电装置也有时不希望之后被再利用于其他的某种特定的用途。因而,在该情况下,从某种特定的用途向其他的某种特定的用途的切换被禁止。根据上述的蓄电装置,能够防止蓄电装置再利用于被禁止的用途。

由本说明书公开的技术能够以装置、方法、用于实现这些装置或者方法的计算机程序、记录了该计算机程序的记录介质等各种方式来实现。

<实施方式1>

根据图1至图9来说明实施方式。

(1)蓄电装置的结构

如图1所示,实施方式1涉及的蓄电装置1搭载于车辆2。车辆2可以是具备汽油发动机、柴油发动机等发动机的发动机汽车,也可以是电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车等。发动机汽车可以是所谓的怠速停止车。蓄电装置1能够在车辆2中选择性地用于各种各样的用途。在以后的说明中,作为蓄电装置1的用途,以起动用、辅机用以及备用为例进行说明。

如图2所示,蓄电装置1具备:外装体10;和多个蓄电元件12,容纳在外装体10的内部。外装体10包括包含合成树脂材料的主体13和盖体14。主体13为有底筒状,包含俯视为矩形状的底面部15和从其4边立起成为筒状的4个侧面部16。通过4个侧面部16,在上端部分形成有上方开口部17。

盖体14在俯视下为矩形状,从其4边朝向下方延伸出框体18。盖体14将主体13的上方开口部17封上。在盖体14的上表面形成有俯视为大致t字形的突出部19。在盖体14的上表面未形成突出部19的两处中的一个角部固定有正极外部端子20,在另一个角部固定有负极外部端子21。

蓄电元件12是能够反复充电的二次电池,具体地,例如是锂离子电池。如图3的(a)以及图3的(b)所示,蓄电元件12将电极体23连同非水电解质一起容纳在长方体形状的壳22内。壳22包含壳主体24和将其上方的开口部封上的覆盖件25。

电极体23虽然未图示详情,但在包含铜箔的基材涂敷了活性物质的负极要素与在包含铝箔的基材涂敷了活性物质的正极要素之间,配置了包含多孔性的树脂薄膜的隔离件。它们均为带状,以相对于隔离件使负极要素和正极要素在宽度方向的相反侧分别错开位置的状态卷绕为扁平状,使得能够容纳于壳主体24。

在正极要素经由正极集电体26而连接有正极端子27。在负极要素经由负极集电体28而连接有负极端子29。正极集电体26以及负极集电体28具有平板状的底座部30和从底座部30延伸的腿部31。在底座部30形成有贯通孔。腿部31与正极要素或者负极要素连接。正极端子27以及负极端子29具有端子主体部32和从其下表面中心部分向下方突出的轴部33。其中,正极端子27的端子主体部32和轴部33通过铝(单一材料)而被一体成型。在负极端子29中,端子主体部32是铝制的,轴部33是铜制的,将它们组装在一起。正极端子27以及负极端子29的端子主体部32隔着包含绝缘材料的垫片34而配置在覆盖件25的两端部,从该垫片34向外方露出。

如图4所示,蓄电元件12以多个(例如12个)并设在宽度方向上的状态容纳于主体13内。在此,从主体13的一端侧朝向另一端侧(箭头y1至y2方向)将3个蓄电元件12设为1组,配置为在同一组中彼此相邻的蓄电元件12的端子极性相同,在彼此相邻的组彼此中彼此相邻的蓄电元件12的端子极性相反。在位于最靠箭头y1侧的3个蓄电元件12(第1组)中,箭头x1侧成为负极,箭头x2侧成为正极。在与第1组相邻的3个蓄电元件12(第2组)中,箭头x1侧成为正极,箭头x2侧成为负极。进而,在与第2组相邻的第3组中,成为与第1组相同的配置,在与第3组相邻的第4组中,成为与第2组相同的配置。

如图5所示,在正极端子27以及负极端子29通过焊接而连接有作为导电构件的端子用汇流条(连接构件)36~40。在第1组的箭头x2侧,正极端子27群通过第1汇流条36连接。在第1组与第2组之间,在箭头x1侧,第1组的负极端子29群和第2组的正极端子27群通过第2汇流条37连接。在第2组与第3组之间,在箭头x2侧,第2组的负极端子29群和第3组的正极端子27群通过第3汇流条38连接。在第3组与第4组之间,在箭头x1侧,第3组的负极端子29群和第4组的正极端子27群通过第4汇流条39连接。在第4组的箭头x2侧,负极端子29群通过第5汇流条40连接。

若一并参照图2,则位于电气流路的一端的第1汇流条36经由第1电子设备42a(例如熔丝)、第2电子设备42b(例如继电器)、汇流条43以及汇流条终端(未图示)而与正极外部端子20连接。位于电气流路的另一端的第5汇流条40经由汇流条44a、44b以及负极汇流条终端(未图示)而与负极外部端子21连接。由此,各个蓄电元件12能够经由正极外部端子20以及负极外部端子21来实现充电和放电。电子设备42a、42b和电气部件连接用汇流条43、43a以及44b装配于在进行了层叠配置的多个蓄电元件12的上部所配置的电路基板单元41。汇流条终端配置于盖体14。

(2)蓄电元件的电气结构

如图6所示,蓄电装置1具备:前述的多个蓄电元件12;和电池管理装置50(bms:batterymanagementsystem,电池管理系统),对这些蓄电元件12进行管理。

bms50安装于图2所示的电路基板单元41。bms50具备电流传感器51(获取部、电流计测部的一例)、电压传感器52、温度传感器53、继电器54以及管理部55。

电流传感器51与蓄电元件12串联连接。电流传感器51计测流过蓄电元件12的电流的电流值i[a],并且检测该电流的朝向,将计测出的电流值i以及检测到的朝向输出至管理部55。

电压传感器52与各蓄电元件12并联连接。电压传感器52计测各蓄电元件12的端子电压即电压值v[v]并输出至管理部55。

温度传感器53设置于任意一个蓄电元件12。温度传感器53计测其蓄电元件12的温度并输出至管理部55。温度传感器53也可以分别设置于2个以上的蓄电元件12。

继电器54与蓄电元件12串联连接。继电器54用于保护蓄电元件12不受过充电、过放电的影响,通过管理部55被开闭。

管理部55根据从蓄电元件12供给的电力而动作,具备cpu55a、rom55b、ram55c、通信部55d等。通信部55d用于与车辆2的ecu(enginecontrolunit,发动机控制单元)进行通信。cpu55a通过执行存储于rom55b的各种管理程序来管理蓄电装置1的各部分。

管理部55也可以取代cpu55a或除了cpu55a之外还具备asic(applicationspecificintegratedcircuit,专用集成电路)、fpga(fieldprogrammablegatearray,现场可编程门阵列)等。

(3)蓄电元件的管理方式的设定

管理部55能够设定蓄电元件12的管理方式,根据能够判断蓄电元件12的用途的信息(以下称为用途信息)来设定蓄电元件12的管理方式。关于管理方式的说明将后述。在以后的说明中,也有时将蓄电元件12的用途称为蓄电装置1的用途。

作为用途信息,能够利用各种信息。在此,作为用途信息,以与蓄电元件12的输出状况有关的信息为例进行说明。与输出状况有关的信息具体地例如是从蓄电元件12流向车辆2的放电电流(换言之为负载电流)的电流值、蓄电元件12的温度。在此,作为与输出状况有关的信息,以放电电流的电流值为例进行说明。以下,在仅称为电流值时,是指放电电流的电流值。

图7的(a)示出将蓄电装置1(换言之为蓄电元件12)用作起动用的情况下的放电电流的变化。图7的(b)示出将蓄电装置1用作辅机用的情况下的放电电流的变化。如图7的(a)所示,在将蓄电装置1用作起动用的情况下,在使车辆2的发动机起动时,为了使发动机的曲轴旋转而从蓄电元件12向起动机流动大电流(例如300a以上的电流)。通常,从蓄电元件12流向车辆2的放电电流在向起动机供给电力时变得最大。

如图7的(b)所示,在辅机用的情况下,由于不向起动机供给电力,因此流过蓄电元件12的放电电流不超过300a(一般为200a以下)。虽然在图中未示出,但在备用的情况下,流过蓄电元件12的放电电流也不超过300a。因而,根据是否流过300a以上的放电电流,能够判断蓄电装置1是否为起动用。300a为第1基准值的一例。

不过,蓄电装置1也有时因外部短路而流过300a以上的大电流。因而,若仅利用电流值来判断是否为起动用,则有时会进行误判断。在有可能因外部短路而流过300a以上的大电流的情况下,不仅利用电流值,还利用从车辆2的ecu接收的信号,由此能够更准确地判断是否为起动用。

具体地,蓄电装置1从车辆2的ecu以一定时间间隔接收表示发动机的动作状态的状态信号。状态信号例如为1比特的信号,在发动机为动作中时发送1,在为停止中时发送0。因而,管理部55在状态信号从0变化为1的情况下能够判断为发动机起动,在从1变化为0的情况下能够判断为发动机停止。状态信号为能够判断车辆2的发动机的起动以及停止的信号的一例。

在从蓄电装置1向起动机流动300a以上的放电电流而发动机起动的情况下,从流过300a以上的放电电流之时起在一定时间以内状态信号从0变化为1。因而,从流过300a以上的放电电流之时起在一定时间以内状态信号从0变化为1的情况下,能判断为是起动用。另一方面,即便流过300a以上的大电流但在之后的一定时间以内状态信号也未从0变化为1的情况下,能够判断为是外部短路。

在蓄电装置1为辅机用或者备用的情况下,在车辆2的发动机起动而状态信号从0变化为1时,在其前面紧邻的一定时间以内未计测出300a以上的放电电流。因而,在状态信号从0变化为1时,在前面紧邻的一定时间以内未计测出300a以上的放电电流的情况下,能够判断为是辅机用或者备用的任一者。

蓄电装置1为辅机用或者备用的哪一者,能够根据在发动机起动之后至发动机停止的期间计测出的电流值来判断。具体地,在蓄电元件12为辅机用的情况下,为了从蓄电元件12向辅机供给电力而流过大至某种程度的放电电流。大至某种程度的放电电流例如为100a以上且小于300a的电流。相对于此,在备用的情况下,流过100a以上的放电电流的情形较为稀少,包含发动机的起动时、起动后、车辆2的行驶中在内,几乎不流过放电电流。

因而,在没有计测出300a以上的放电电流而发动机起动的情况(即,状态信号从0变化为1的情况)下,之后在发动机停止之前(即,状态信号从1变化为0之前)计测出100a(第2基准值的一例)以上的放电电流的情况下,能够判断为是辅机用,在没有计测出100a以上的电流值而发动机停止的情况下,能够判断为是备用。

(4)蓄电元件的管理

虽然蓄电元件12的管理有各种管理,但在此对内部电阻值的估计以及充电容量的估计进行说明。

(4-1)内部电阻值的估计

图8的(a)示出使发动机的曲轴旋转的开动(cranking)时(即,发动机的起动时)的蓄电元件12的电压的变化。在图8的(a)中,δv为即将开动之前的蓄电元件12的电压与开动中的最低电压之差。图8的(b)示出开动时的放电电流的变化。在图8的(b)中,δi为即将开动之前的放电电流与开动中的最大放电电流之差。

如图8的(a)所示,蓄电元件12若放电,则电压下降。这能够通过假定蓄电元件12在内部具有电阻(以下称为内部电阻)而进行说明。内部电阻由于伴随着蓄电元件12的劣化而变大,因此与蓄电元件12的劣化具有相关。因而,管理部55对蓄电元件12的内部电阻的电阻值(内部电阻值)进行估计,作为判断蓄电元件12的劣化的指标之一。内部电阻值通过以下的式1来估计。

内部电阻值[ω]=δv/δi式1

例如在图8的(a)以及图8的(b)所示的例子的情况下,内部电阻值的估计值成为3.63[mω](=|12v-10v|/|50a-600a|)。

内部电阻值由于估计值根据用于估计的电压/电流而不同,因此希望利用与蓄电元件12的用途相应的定时的电压/电流来进行估计。

例如,在起动用的情况下,在开动时放电大电流。若蓄电元件12劣化,则放电大电流时的电压下降变大,有可能低于车辆系统的容许电压。因而,在起动用的情况下,希望利用作为其主要目的的开动时(换言之为发动机的起动时)的电压/电流。如前所述,希望将即将开动之前的蓄电元件12的电压与开动中的最低电压之差用作δv,将即将开动之前的放电电流与开动中的最大放电电流之差用作δi。

在如辅机用那样的放电电流比较小的用途的情况下,由于看不到如起动用那样的电压下降,因此不适合基于车辆系统的容许电压(蓄电元件12的电压下降)来估计内部电阻值,希望单纯地用从初始值的上升率来进行估计。例如,希望利用蓄电元件12的放电电流成为最小时的电压/电流。例如,在图7的(b)所示的例子中,放电电流成为最小时的电流值为50a。因而,在电流值从50a起变化时,希望将变化前的蓄电元件12的电压与变化中的最低电压之差用作δv,将变化前的电流值(即,50a)与变化中的最大放电电流之差用作δi。

在备用的情况下,由于几乎没有电压、电流的变化,因此估计内部电阻值的定时能够任意地设定。

根据以上的理由,管理部55在起动用的情况下利用发动机的起动时(换言之为使发动机起动的定时)的电压/电流来估计内部电阻值,在辅机用的情况下利用放电电流成为给定值的定时的电压/电流来估计内部电阻值。在备用的情况下,管理部55在预先设定的给定的定时估计内部电阻值。即,管理部55根据蓄电元件12的用途来设定估计内部电阻值的定时。估计内部电阻值的定时为管理方式的一例。

(4-2)蓄电元件的充电容量的估计

蓄电元件12的充放电模式以及soc的控制范围根据用途而不同。例如,在车辆2为怠速停止车的情况下,起动用的蓄电元件12大多情况是将soc的控制范围设为80%左右使用。相对于此,在辅机用、备用的情况下,一般情况是将soc的控制范围设为大致100%使用。在怠速停止车的情况下,起动用的蓄电元件12在soc大致为0%~80%的范围内大幅变动。相对于此,在辅机用的情况下,与起动用相比所供给的电力小,因此与起动用相比soc的变动幅度小。在备用的情况下,soc维持在大致100%。这样,蓄电元件12的充放电模式以及soc的控制范围根据用途而不同。

如前所述,在起动用的情况下流过300a以上的放电电流,与之相对,在辅机用的情况下,为100a以上且小于300a,在备用的情况下,小于100a。即便在该意思下,也可以说蓄电元件12的充放电模式根据用途而不同。

充放电模式以及soc的控制范围影响蓄电元件12的充电容量的下降。例如,在蓄电元件12以soc80%放置的情况和以100%放置的情况下,蓄电元件12的充电容量的下降的程度不同,在100%的情况下,一般地,充电容量大幅下降。如前所述,蓄电元件12的充放电模式以及soc的控制范围根据用途而不同。因而,可以说蓄电元件12的用途影响充电容量的下降。因而,管理部55根据用途来估计蓄电元件12的充电容量。

对蓄电元件12的充电容量的估计的一例进行说明。管理部55由于以nah为单位具有蓄电元件12的初始容量的内部数据(初始容量内部值),因此在将蓄电元件12的初始容量设为60ah的情况下,初始容量内部值成为60000000000[nah]。

在管理部55的rom55b存储有如以下的表所示那样的容量估计用表格(估计用数据的一例)。容量估计用表格是按蓄电元件12的每个温度将容量相减值建立了对应的表格。管理部55通过预先以给定的时间间隔(例:10分间隔)由温度传感器53计测蓄电元件12的温度,从初始容量内部值减去与计测出的温度对应的容量相减值,由此估计蓄电元件12的充电容量。

[表1]

在管理部55的rom55b中,存储有蓄电装置1用作起动用的情况下的容量估计用表格、用作辅机用的情况下的容量估计用表格、以及用作备用的情况下的容量估计用表格。管理部55将与蓄电装置1的用途相应的容量估计用表格设定为用于估计蓄电元件12的充电容量的容量估计用表格。容量估计用表格为管理方式的一例。

(5)管理方式的设定处理

参照图9对由管理部55执行的管理方式的设定处理进行说明。本处理在从蓄电元件12向管理部55供给电力的期间,连续性地或者以一定时间间隔反复执行。

在s101中,管理部55通过电流传感器51计测流过蓄电元件12的电流的电流值,并且检测该电流的朝向。

在s102中,管理部55判断电流的朝向是放电方向还是充电方向,在是放电方向的情况(即,放电电流的情况)下进入s103,在是充电方向的情况(即,充电电流的情况)下结束本处理。

在s103中,管理部55判断放电电流的电流值是否为300a以上,在为300a以上的情况下进入s104,在小于300a的情况下进入s107。

在s104中,管理部55待机直至经过一定时间为止,若经过一定时间则进入s105。在经过一定时间之前发动机起动的情况下,管理部55也可以不等待经过一定时间而进入s105。

在s105中,管理部55判断在上述的直至经过一定时间为止的期间内发动机是否起动,在起动的情况下进入s106,在未起动的情况(即,因外部短路而计测出大电流的情况)下结束本处理。

在s106中,管理部55设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式。

在s107中,管理部55待机一定时间,若经过一定时间则进入s108。在经过一定时间之前发动机起动的情况下,管理部55也可以不等待经过一定时间而进入s108。

在s108中,管理部55判断在上述的直至经过一定时间为止的期间内发动机是否起动,在起动的情况下进入s109,在未起动的情况下结束本处理。

在s109中,管理部55待机直至发动机停止(即,状态信号从1变化为0)为止,若发动机停止则进入s110。在发动机停止之前计测出100a以上的电流值的情况下,管理部55也可以不等待发动机停止而进入s110。

在s110中,管理部55判断在直至发动机停止为止的期间内是否计测出100a以上的放电电流,在计测出的情况下进入s111,在未计测出的情况下进入s112。

在s111中,管理部55设定与辅机用的蓄电元件12相应的管理方式。

在s112中,管理部55设定与备用的蓄电元件12相应的管理方式。

(6)实施方式的效果

根据蓄电装置1,由于根据用途信息来设定蓄电元件12的管理方式,因此能够根据用途来管理蓄电元件12。由此,能够在多用途中使用同一规格的管理部55,能够抑制管理部55(蓄电装置1)涉及的成本。

根据蓄电装置1,例如还能够将用作起动用的蓄电装置1作为辅机用来再利用。辅机用与起动用相比所要求的输出电力小,因此即便用作起动用的蓄电元件12由于寿命而变得不能使用,若为辅机用那么也有时仍然能够使用。由于蓄电元件12的管理方式在起动用和辅机用中不同,因此以往未能将用作起动用的蓄电装置1作为辅机用来再利用。相对于此,根据蓄电装置1,由于根据用途来设定蓄电元件12的管理方式,因此能够将用作起动用的蓄电装置1作为辅机用来再利用。由此,能够有效利用蓄电装置1,还有助于环境保护。

根据蓄电装置1,能够抑制因弄错起动用的蓄电装置1和辅机用的蓄电装置1从而蓄电元件12会被不适当地管理的情况。具体地,若如以往那样分别准备起动用的蓄电装置和辅机用的蓄电装置,则有可能发生如下错误,即,会将辅机用的蓄电装置用作起动用。这在一般的用户自身更换蓄电装置的情况下容易发生。若发生这样的错误,则蓄电元件12会被不适当地管理。相对于此,蓄电装置1根据蓄电元件12的用途来设定管理方式,因此能够抑制蓄电元件12被不适当地管理的情况。

根据蓄电装置1,还有如下优点,即,不挑选搭载蓄电装置1的车型。例如,作为判断蓄电元件12的用途的方法,可考虑如下方法,即,通过从车辆2的ecu接收表示蓄电元件12用于何种用途的信息,由此进行判断。然而,在不发送这种信息的车辆2的情况下,不能判断用途。相对于此,根据蓄电装置1,由于即便不从车辆2接收这种信息,也能够设定与用途相应的管理方式,因此不挑选搭载蓄电装置1的车型。

根据蓄电装置1,用途信息是与蓄电元件12的输出状况有关的信息(在此为放电电流的电流值)。由于蓄电元件12的输出状况根据用途而不同,因此在想要获知蓄电元件12用于何种用途的情况下,与输出状况有关的信息成为有用的线索。因而,若获取与输出状况有关的信息,则能够根据用途来管理蓄电元件12。

根据蓄电装置1,即便计测出300a以上的电流值但之后发动机也未起动的情况下,判断为是外部短路,不设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式,因此与仅看电流值来设定的情况相比,能够降低设定的错误。

根据蓄电装置1,在没有计测出300a以上的电流值而发动机起动之后至发动机停止的期间计测出100a以上的电流值的情况下,设定与辅机用的蓄电元件12相应的管理方式,在没有计测出100a以上的电流值而发动机停止的情况下,设定与备用的蓄电元件12相应的管理方式,因此能够根据用途来管理蓄电元件12。

根据蓄电装置1,由于根据用途信息使估计内部电阻值的定时不同,因此能够根据蓄电元件12的用途而在适当的定时估计内部电阻值。

根据蓄电装置1,由于根据用途信息来设定容量估计用表格,因此与不论用途如何均利用相同的容量估计用表格的情况相比,能够精度良好地估计蓄电元件12的充电容量。

<其他实施方式>

由本说明书公开的技术并不限定于通过上述记述以及附图而说明的实施方式,例如,像如下那样的实施方式也包含于由本说明书公开的技术范围。

(1)在上述实施方式中,在计测出300a以上的电流值之后发动机起动的情况下,设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式。相对于此,在发生外部短路的可能性低的情况下,也可以在计测出300a以上的电流值时,不论之后发动机是否起动,均设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式。

(2)在上述实施方式中,以蓄电元件12用作起动用、辅机用或者备用的任一者的情况为例进行了说明,但也有时蓄电元件12仅用于起动用或者辅机用的任一者。在该情况下,也可以在没有计测出300a以上的电流值而发动机起动时,不论之后是否计测出100a以上的电流值,均设定与辅机用的蓄电元件12相应的管理方式。

(3)在上述实施方式中,作为与输出状况有关的信息,以放电电流的电流值为例进行了说明,但与输出状况有关的信息不限于此。例如,与输出状况有关的信息也可以是蓄电元件12的温度。具体地,在起动用的蓄电元件12的情况下,由于流过300a以上的大电流,因此蓄电元件12变为高温。相对于此,在辅机用的情况下,由于流过100a以上且小于300a的中电流,因此温度变高某种程度,但不会变为起动用那样的高温。在备用的情况下,由于几乎不放电,因此温度变低。这样,蓄电元件12的温度与蓄电元件12的输出状况有相关,因此蓄电元件12的温度可以说是与蓄电元件12的输出状况有关的信息。在作为与输出状况有关的信息而利用温度的情况下,温度传感器53为获取部的一例。

(4)在上述实施方式中,作为用途信息,以与蓄电元件12的输出状况有关的信息为例进行了说明,但用途信息也可以是与蓄电元件12的输入输出状况有关的信息。例如,soc根据蓄电元件12的充电(即,输入)以及放电(即,输出)这两者而变化,因此soc的变化可以说是与蓄电元件12的输入输出状况有关的信息。因而,也可以将soc的变化用作用途信息。

具体地,例如,如前所述,起动用的蓄电元件12在soc大致为0%~80%的范围内大幅变动。在辅机用的情况下,由于与起动用相比所供给的电力小,因此与起动用相比soc的变动幅度小。在备用的情况下,soc维持在大致100%。因而,也可以按时间序列记录soc,通过所记录的soc的变化模式与哪种用途的soc的变化模式一致来设定蓄电元件12的管理方式。

与输入输出状况有关的信息也可以是蓄电元件12的开路电压(ocv:opencircuitvoltage)的变化。ocv不限于电路被开路时的电压,也可以是流过蓄电元件12的电流的电流值小于给定的基准值时的电压。由于ocv和soc有高相关,因此ocv的变化也可以说是与蓄电元件12的输入输出状况有关的信息。在利用ocv的情况下,电压传感器52为获取部的一例。

(5)在上述实施方式中,作为管理方式,以内部电阻值的估计的定时、容量估计用表格为例进行了说明,但管理方式不限于此。

例如,管理部55也可以利用管理参数来管理蓄电元件12,在该情况下,根据用途信息来设定管理参数。具体地,例如,若soc上升至给定的上限值(管理参数的一例),则管理部55打开继电器54以保护蓄电元件12不受过充电的影响,若soc下降至给定的下限值(管理参数的一例),则管理部55打开继电器54以保护蓄电元件12不受过放电的影响。这些上限值、下限值有时适当值根据用途而不同。因而,也可以根据用途来设定下限值、上限值。

例如,在蓄电装置12为起动用的情况下,大多情况是在车辆2未搭载起动用的蓄电装置12以外的蓄电装置。因而,从对车辆2的控制电源的确保(安全确保)的观点出发,即便预测到过充电、过放电,也有时想要尽量推迟打开继电器54的定时。在该情况下,可考虑使上限值为更高压侧,使下限值为更低电压侧。另一方面,在辅机用的情况下,由于如混合动力车辆那样搭载有电动机驱动用的高电压的蓄电装置,因此如果与起动用相比的话,则控制电源丧失的风险低。因而,从更可靠地保护不受过充电、过放电的影响的观点出发,可考虑使上限值为更低压侧,使下限值为更高压侧。

管理参数也可以是成为判定蓄电元件12的异常的基准的阈值。例如,若蓄电元件12的温度上升至阈值以上则判断为是异常的情况下,在适当的阈值根据蓄电元件12的用途而不同的情况下,管理部55也可以根据用途信息来设定阈值。

(6)管理部55也可以根据用途信息来设定检测蓄电装置1的异常的处理。例如,在起动用的情况下,为了使发动机起动而应该流过300a以上的大电流,但由于在蓄电装置1的内部的电路发生连接不良,也有可能不流过300a以上的大电流。因而,在起动用的情况下,也可以在不流过300a以上的大电流时检测为异常。

相对于此,在辅机用的情况下,应该不流过300a以上的大电流,但由于外部短路,也有可能流过300a以上的大电流。因而,在辅机用的情况下,也可以在流过300a以上的大电流时检测为异常。

(7)在上述实施方式中,作为蓄电元件12的状态,以蓄电元件12的充电容量为例进行了说明,但蓄电元件12的状态不限于此。例如,蓄电元件12的状态也可以是充电状态(soc)。一般地,管理部55为了管理蓄电元件12而估计soc。作为估计soc的方法,已知有如下方法,即,通过从表示ocv和soc的相关关系的ocv-soc表格(估计用表格的一例)确定与计测出的ocv对应的soc,由此进行估计。在该情况下,在适当的ocv-soc表格根据蓄电元件12的用途而不同的情况下,也可以根据用途信息来设定ocv-soc表格。

管理部55也可以估计soh(stateofhealth,健康状态)作为蓄电元件12的状态。在该情况下,在用于估计的表格(soh估计表格)根据用途而不同的情况下,也可以根据用途信息来设定soh估计表格。

管理部55也可以根据由设置于任一个蓄电元件12的温度传感器53计测出的温度来估计多个蓄电元件12的平均温度。在该情况下,在用于估计的表格(温度估计表格)根据用途而不同的情况下,也可以根据用途信息来设定温度估计表格。

(8)在上述实施方式中,作为蓄电元件12的用途,以起动用、辅机用以及备用为例进行了说明,但蓄电元件12的用途不限定于这些。例如,也可以是搭载于以电机行驶的叉车、无人搬送车(agv:automaticguidedvehicle)等并向该电机供给电力的移动体用,还可以是设置于无停电电源装置(ups:uninterruptiblepowersupply)并蓄积电力的ups用。

在移动体用的情况下,与起动用同样地,在soc为0%~100%的范围内大幅变动。在ups用的情况下,与备用同样地,soc维持在大致100%。因而,在根据是移动体用还是ups用来设定管理方式的情况下,也可以将soc、ocv的变化模式作为用途信息来获取,并根据该用途信息来设定管理方式。

(9)在上述实施方式中,以通过由电流传感器51计测放电电流的电流值从而获取用途信息的情况为例进行了说明,但作为用途信息获取的信息、其获取的方法不限于此。

例如,也可以在蓄电装置1设置操作部,经由操作部而从作业人员受理用途(例如起动用、辅机用或者备用)的指定,由此获取用途信息。作为操作部,例如能够利用dip开关。

也可以在蓄电装置1设置用于接收用途信息(例如表示起动用、辅机用或者备用的信息)的通信部,接收从外部发送的用途信息,由此来获取。通信既可以是有线通信也可以是无线通信。在无线通信的情况下,既可以从专用的远程控制器接收,也可以从便携式终端(所谓的智能手机、平板计算机等)接收。此外,也可以将通信部与因特网连接,经由因特网来接收。

(10)在上述实施方式中说明的设定处理为一例。设定处理不限于在上述实施方式中说明的处理。例如,也可以是,若发动机起动(即,若状态信号从0变化为1),则管理部55判断在从发动机起动之时起追溯一定时间以内是否计测出300a以上的电流值,在计测出的情况下,设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式。即,在该情况下,不是以一定时间间隔执行设定处理,而是以发动机起动为触发开始设定处理。

(11)在上述实施方式中说明的蓄电装置1根据用途来设定管理方式,因此能够将用于某种用途的蓄电装置1之后再利用于其他用途。然而,用于某种特定的用途的蓄电装置1也有时不希望之后被再利用于其他的某种特定的用途。因而,在该情况下,也可以禁止从某种特定的用途向其他的某种特定的用途的再利用。

例如,也可以禁止从辅机用向起动用的再利用(换言之为用途的切换)。这是因为,起动用与辅机用相比所要求的输出电力高,因此不能将因寿命变得不能输出辅机用所要求的电力的蓄电装置1再利用于起动用。因而,也可以预先将表示禁止从辅机用向起动用的再利用的主旨的信息存储至rom55b。

而且,管理部55也可以预先在设定与用途信息相应的管理方式时始终将与设定后的管理方式对应的用途作为当前的用途存储至ram55c,之后在设定与用途信息相应的管理方式时,设定后的用途是被禁止从设定前的用途(即,存储于ram55c的当前的用途)的再利用的用途的情况下,将蓄电装置1设为不能使用。将蓄电装置1设为不能使用,例如能够通过打开与蓄电元件12串联连接的继电器54来进行。由此,能够防止蓄电装置1再利用于被禁止的用途。

(12)在上述实施方式中,作为能够判断发动机的起动以及停止的信号,以一定时间间隔接收0或1的状态信号的情况为例进行了说明。相对于此,车辆2也可以在发动机起动时发送起动信号,在发动机停止时发送停止信号。蓄电装置1也可以将起动信号以及停止信号作为能够判断发动机的起动以及停止的信号来接收。

(13)在上述实施方式中,以在流过300a以上的大电流之后状态信号从0变化为1的情况为例进行了说明。相对于此,车辆2也可以在驾驶员指示发动机的起动时,在开始发动机的起动之前将起动开始信号发送至蓄电装置1。在该情况下,在管理部55接收到起动开始信号之后,流过300a以上的电流。因而,也可以是,在管理部55接收到起动开始信号之后,在一定时间以内计测出300a以上的电流值的情况下,设定与起动用的蓄电元件12相应的管理方式。也可以是,在计测出300a以上的电流值的情况下,在前面紧邻的一定时间以内未接收到起动开始信号的情况下,管理部55判断为是外部短路。

(14)在上述实施方式中,以搭载到车辆2的蓄电装置1为例进行了说明,但蓄电装置1不限于搭载到车辆2。例如,蓄电装置1既可以搭载到船舶、航空器,也可以搭载到两轮车。

(15)管理部55也可以通过从外部接收用途信息,并根据接收到的用途信息来改写控制程序,由此设定管理方式。

(16)在上述实施方式中,作为蓄电元件12,以锂离子电池为例进行了说明,但蓄电元件12既可以为铅蓄电池,也可以为电容器。

(17)也可以在蓄电装置1安装ai,该ai(artificialintelligence,人工智能)判断蓄电元件12的用途来设定管理方式。

符号说明

1…蓄电装置、2…车辆、12…蓄电元件、51…电流传感器(获取部、电流计测部的一例)、52…电压传感器(获取部的一例)、53…温度传感器(获取部的一例)、55…管理部、55d…通信部(获取部的一例)。

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