Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7254482B2 - Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7254482B2 - Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method - Google Patents

Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method Download PDF

Info

Publication number
JP7254482B2
JP7254482B2 JP2018210125A JP2018210125A JP7254482B2 JP 7254482 B2 JP7254482 B2 JP 7254482B2 JP 2018210125 A JP2018210125 A JP 2018210125A JP 2018210125 A JP2018210125 A JP 2018210125A JP 7254482 B2 JP7254482 B2 JP 7254482B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rechargeable battery
voltage
discharge
pulse
time point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018210125A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020078179A (en
Inventor
直孝 内野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Automotive Systems Inc
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Furukawa Automotive Systems Inc filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2018210125A priority Critical patent/JP7254482B2/en
Publication of JP2020078179A publication Critical patent/JP2020078179A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7254482B2 publication Critical patent/JP7254482B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本発明は、充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法に関するものである。 The present invention relates to a rechargeable battery state detection device and a rechargeable battery state detection method.

特許文献1には、充電可能電池に対して、充電ステップと充電ステップの間の休止周期に複数のパルス放電を行い、異なるパルス放電後(例えば、第1パルス放電後と第2パルス放電後)の電圧を比較し、その差分が閾値を越えた場合に、充電条件を制御する技術が開示されている。 In Patent Document 1, a rechargeable battery is subjected to multiple pulse discharges in rest periods between charging steps, and after different pulse discharges (for example, after the first pulse discharge and after the second pulse discharge). are compared, and if the difference exceeds a threshold value, a technology is disclosed that controls the charging conditions.

特開平11-509078号公報JP-A-11-509078

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、充電可能電池のサイズ、種類(通常液式、アイドリングストップ車用等)、メーカによって放電後の電圧挙動が異なるため、充電可能電池毎に閾値を設ける必要がある。 However, in the technology disclosed in Patent Document 1, the voltage behavior after discharge varies depending on the size, type (normal liquid type, idling stop car, etc.) and manufacturer of the rechargeable battery, so a threshold value is set for each rechargeable battery. There is a need.

より具体的に説明する。図27は、サイズ区分LN2の充電可能電池のSOCが100%と80%における第1パルス放電後の電圧(矢印)と、第4パルス放電後の電圧(矢印)の測定結果を示している。サイズ区分LN2の充電可能電池では、実線の曲線で示すSOCが100%ではパルス後の差分値は0.011Vであり、破線の曲線で示すSOCが80%ではパルス後の差分値は0.003Vである。 More specific description will be given. FIG. 27 shows the measurement results of the voltage after the first pulse discharge (arrows) and the voltage after the fourth pulse discharge (arrows) at SOCs of 100% and 80% for rechargeable batteries of size category LN2. In the rechargeable battery of size category LN2, the differential value after the pulse is 0.011 V when the SOC is 100%, as indicated by the solid curve, and the differential value after the pulse is 0.003 V when the SOC is 80%, as indicated by the dashed curve. is.

図28は、サイズ区分LN5の充電可能電池のSOCが100%と80%における第1パルス放電後の電圧(矢印)と、第4パルス放電後の電圧(矢印)の測定結果を示している。サイズ区分LN5の充電可能電池では、実線の曲線で示すSOCが100%ではパルス後の差分値は0.006Vであり、破線の曲線で示すSOCが80%ではパルス後の差分値は0.001Vである。 FIG. 28 shows the measurement results of the voltage after the first pulse discharge (arrows) and the voltage after the fourth pulse discharge (arrows) at SOCs of 100% and 80% for rechargeable batteries of size category LN5. For the rechargeable battery of size category LN5, the difference value after the pulse is 0.006 V when the SOC is 100%, as indicated by the solid curve, and the difference value after the pulse is 0.001 V when the SOC is 80%, as indicated by the dashed curve. is.

このため、SOCの80%と100%を区別するためには、サイズ区分LN2の充電可能電池の場合には閾値を0.009Vに設定し、サイズ区分LN5の充電可能電池の場合には閾値を0.005Vに設定する必要がある。すなわち、充電可能電池のサイズに応じて閾値の設定を変更する必要があるという問題点がある。なお、図27および図28では示していないが、充電可能電池の種類およびメーカによっても閾値の設定を変更する必要がある。 Therefore, in order to distinguish between 80% and 100% SOC, the threshold is set to 0.009 V for rechargeable batteries of size category LN2, and the threshold is set to 0.009 V for rechargeable batteries of size category LN5. Should be set to 0.005V. That is, there is a problem that it is necessary to change the setting of the threshold according to the size of the rechargeable battery. Although not shown in FIGS. 27 and 28, it is necessary to change the setting of the threshold depending on the type and manufacturer of the rechargeable battery.

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能な充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and is a rechargeable battery state detection device capable of accurately estimating the state of a rechargeable battery regardless of the size, type, etc. of the rechargeable battery. and to provide a rechargeable battery status detection method.

上記課題を解決するために、本発明は、充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出装置において、前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御手段と、前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する検出手段と、前記受信手段によって受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定手段と、前記第1時点において前記検出手段に検出された第1変動値と、前記第2時点において前記検出手段に検出された第2変動値と、前記判定手段の判定結果と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する推定手段と、前記推定手段の推定結果を出力する出力手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rechargeable battery state detection device for detecting the state of a rechargeable battery, wherein a control signal is supplied to a discharge circuit for discharging the rechargeable battery, thereby detecting the state of the rechargeable battery. receiving means for receiving a voltage signal from a voltage sensor that detects the terminal voltage of the rechargeable battery and a current signal from a current sensor that detects the charging and discharging current of the rechargeable battery; Referencing the voltage signal received by the receiving means, detecting a variation between a voltage before pulse discharging of the rechargeable battery by the discharging circuit and a voltage of the rechargeable battery during or after discharging. detecting means; determining means for referencing said current signal received by said receiving means to determine whether said rechargeable battery has been charged or discharged between a first point in time and a second subsequent point in time; The rechargeable battery based on the first variation value detected by the detection means at the first time point, the second variation value detected by the detection means at the second time point, and the determination result of the determination means. and an output means for outputting an estimation result of the estimation means.
According to such a configuration, it is possible to accurately estimate the state of the rechargeable battery regardless of the size, type, etc. of the rechargeable battery.

また、本発明は、前記検出手段は、前記放電回路によってパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との差分値を検出し、前記推定手段は、前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出手段がそれぞれ検出した第1差分値と第2差分値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、差分値を用いて充電可能電池の充電状態を簡易に推定することができる。
Further, in the present invention, the detecting means detects a difference value between a voltage before pulse discharging by the discharging circuit and a voltage of the rechargeable battery during or after discharging, and the estimating means detects the second determination results of charge/discharge of the rechargeable battery between the first time point and the second time point; a first difference value and a second difference value respectively detected by the detection means at the first time point and the second time point; and estimating the state of charge of the rechargeable battery based on.
According to such a configuration, the state of charge of the rechargeable battery can be easily estimated using the difference value.

また、本発明は、前記推定手段は、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が小さいとき、または、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が大きいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、差分値と充放電の判定結果に基づいて充電可能電池が満充電に近い状態か否かを確実に知ることができる。
Further, according to the present invention, the estimating means detects the above detected by the detecting means when the determining means determines that the rechargeable battery is charged between the first time point and the second time point. the detection when the second difference value is smaller than the first difference value, or when the determination means determines that the rechargeable battery is discharged between the first time point and the second time point; It is characterized in that when the second difference value detected by means is larger than the first difference value, it is determined that the rechargeable battery is in a nearly fully charged state.
With such a configuration, it is possible to reliably know whether or not the rechargeable battery is in a nearly fully charged state based on the difference value and the charging/discharging determination result.

また、本発明は、前記検出手段は、前記放電回路によってパルス放電する前の電圧および電流と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧および電流に基づいて計算した内部抵抗値を検出し、前記推定手段は、前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出手段がそれぞれ検出した第1内部抵抗値と第2内部抵抗値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、内部抵抗値に基づいて充電可能電池の充電状態を簡易に推定することができる。
Also, in the present invention, the detecting means detects the internal resistance value calculated based on the voltage and current before pulse discharging by the discharging circuit and the voltage and current of the rechargeable battery during or after discharging. , the estimating means determines the charging/discharging determination result of the rechargeable battery between the first time point and the second time point, and the first internal state detected by the detecting means at the first time point and the second time point. The state of charge of the rechargeable battery is estimated based on the resistance value and the second internal resistance value.
With such a configuration, the state of charge of the rechargeable battery can be easily estimated based on the internal resistance value.

また、本発明は、前記推定手段は、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1内部抵抗値よりも前記第2内部抵抗値が大きいとき、または、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1内部抵抗値よりも前記第2内部抵抗値が小さいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定することを特徴とする。
このような構成によれば、内部抵抗値と充放電の判定結果に基づいて充電可能電池が満充電に近い状態か否かを確実に知ることができる。
Further, according to the present invention, the estimating means detects the above detected by the detecting means when the determining means determines that the rechargeable battery is charged between the first time point and the second time point. When the second internal resistance value is greater than the first internal resistance value, or when the determination means determines that the rechargeable battery is discharged between the first time point and the second time point When the second internal resistance value detected by the detecting means is smaller than the first internal resistance value, it is determined that the rechargeable battery is in a nearly fully charged state.
With such a configuration, it is possible to reliably know whether or not the rechargeable battery is in a nearly fully charged state based on the internal resistance value and the charging/discharging determination result.

また、本発明は、前記制御手段は、前記放電回路にパルス放電を複数回実行させ、
前記検出手段は、複数回のパルス放電の放電前と、2回目以降のパルス放電の放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、複数回のパルス放電による検出結果に基づいて充電可能電池の充電状態をより正確に知ることができる。
Further, according to the present invention, the control means causes the discharge circuit to perform pulse discharge a plurality of times,
The detection means is characterized in that it detects a variation value of the voltage of the rechargeable battery before the plurality of pulse discharges and during or after the second and subsequent pulse discharges.
According to such a configuration, the state of charge of the rechargeable battery can be known more accurately based on the detection results obtained by pulse discharge a plurality of times.

また、本発明は、充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出方法において、前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御ステップと、前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、放電中または放電後における前記充電可能電池の電圧との変動値を検出する検出ステップと、前記受信ステップにおいて受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定ステップと、前記第1時点において前記検出ステップにおいて検出された第1変動値と、前記第2時点において前記検出ステップにおいて検出された第2変動値と、前記判定ステップの判定結果と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定する推定ステップと、前記推定ステップの推定結果を出力する出力ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能となる。
The present invention also provides a rechargeable battery state detection method for detecting a state of a rechargeable battery, in which a control step of supplying a control signal to a discharge circuit for discharging the rechargeable battery to pulse-discharge the rechargeable battery. a receiving step of receiving a voltage signal from a voltage sensor that detects a terminal voltage of the rechargeable battery and a current signal from a current sensor that detects a charging/discharging current of the rechargeable battery; a detection step of referring to the voltage signal received and detecting a variation value between a voltage before the rechargeable battery is pulse-discharged by the discharge circuit and a voltage of the rechargeable battery during or after discharging; determining whether the rechargeable battery has been charged or discharged between a first time point and a second time point thereafter, with reference to the current signal received in the step; estimating the state of charge of the rechargeable battery based on the first variation value detected in the step, the second variation value detected in the detection step at the second time point, and the determination result of the determination step; The method is characterized by comprising an estimation step and an output step of outputting an estimation result of the estimation step.
According to such a method, it is possible to accurately estimate the state of the rechargeable battery regardless of the size, type, etc. of the rechargeable battery.

本発明によれば、充電可能電池のサイズや種類等によらず、充電可能電池の状態を正確に推定することが可能充電可能電池状態検出装置および充電可能電池状態検出方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a rechargeable battery state detecting device and a rechargeable battery state detecting method capable of accurately estimating the state of a rechargeable battery regardless of the size, type, etc. of the rechargeable battery. becomes.

本発明の第1実施形態に係る充電可能電池状態検出装置の構成例を示す図である。1 is a diagram showing a configuration example of a rechargeable battery state detection device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1の制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a detailed configuration example of a control unit in FIG. 1; FIG. 図1に示す放電回路によって流れる電流の時間波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a time waveform of a current flowing by the discharging circuit shown in FIG. 1; 図1に示す放電回路による電圧の時間波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a time waveform of voltage by the discharging circuit shown in FIG. 1; 図4に示す測定に基づくSOCと電圧変化の関係を示す図である。5 is a diagram showing the relationship between SOC and voltage change based on the measurements shown in FIG. 4; FIG. 本発明の第1実施形態の動作の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flow chart for explaining an example of the operation of the first exemplary embodiment of the present invention; 図6に示すフローチャートが実行されるタイミングを説明するための図である。7 is a diagram for explaining the timing at which the flowchart shown in FIG. 6 is executed; FIG. 本発明の第2実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of 2nd Embodiment of this invention. 図8に示す測定に基づくSOCと電圧変化の関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between SOC and voltage change based on the measurements shown in FIG. 8; 本発明の第3実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of 3rd Embodiment of this invention. 図10に示す測定に基づくSOCと内部抵抗の関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between SOC and internal resistance based on the measurements shown in FIG. 10; 本発明の第4実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of 4th Embodiment of this invention. 図12に示す測定に基づくSOCと電圧変化の関係を示す図である。13 is a diagram showing the relationship between SOC and voltage change based on the measurement shown in FIG. 12; FIG. 本発明の第5実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of 5th Embodiment of this invention. 図14に示す測定に基づくSOCと電圧変化の関係を示す図である。15 is a diagram showing the relationship between SOC and voltage change based on the measurement shown in FIG. 14; FIG. 本発明の第6実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of 6th Embodiment of this invention. 図16に示す測定に基づくSOCと内部抵抗の関係を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the relationship between SOC and internal resistance based on the measurements shown in FIG. 16; 充電可能電池の実測を行う際の充放電サイクルを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining charge/discharge cycles when actually measuring a rechargeable battery; サイズ区分LN2の充電可能電池を実測した波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing waveforms obtained by actually measuring a rechargeable battery of size category LN2; 図19に示す実測結果に基づいて状態と電圧変化の関係を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the relationship between states and voltage changes based on the actual measurement results shown in FIG. 19; サイズ区分LN5の充電可能電池を実測した波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing waveforms obtained by actually measuring a rechargeable battery of size class LN5; 図21に示す実測結果に基づいて状態と電圧変化の関係を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing the relationship between states and voltage changes based on the actual measurement results shown in FIG. 21; バッテリ形式M-42の充電可能電池を実測した波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing waveforms obtained by actually measuring a rechargeable battery of battery type M-42; 図23に示す実測結果に基づいて状態と電圧変化の関係を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing the relationship between states and voltage changes based on the actual measurement results shown in FIG. 23; バッテリ形式M-42の充電可能電池を実測した波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing waveforms obtained by actually measuring a rechargeable battery of battery type M-42; 図25に示す実測結果に基づいて状態と内部抵抗の関係を示す図である。26 is a diagram showing the relationship between the state and the internal resistance based on the actual measurement results shown in FIG. 25; FIG. 従来技術によるサイズ区分L2の充電可能電池の測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing measurement results of a rechargeable battery of size category L2 according to the prior art; 従来技術によるサイズ区分L5の充電可能電池の測定結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing measurement results of a rechargeable battery of size category L5 according to the prior art;

次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described.

(A)本発明の第1実施形態の構成の説明
図1は、本発明の第1実施形態に係る充電可能電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、充電可能電池状態検出装置1は、制御部10を主要な構成要素とし、電圧センサ11、電流センサ12、温度センサ13、および、放電回路15が外部に接続され、充電可能電池14の状態を検出する。なお、制御部10、電圧センサ11、電流センサ12、温度センサ13、および、放電回路15を別々の構成とするのではなく、これらの一部または全てをまとめた構成としてもよい。
(A) Description of Configuration of First Embodiment of the Invention FIG. 1 is a diagram showing a power supply system of a vehicle having a rechargeable battery state detection device according to a first embodiment of the invention. In this figure, a rechargeable battery state detection device 1 has a control unit 10 as a main component, a voltage sensor 11, a current sensor 12, a temperature sensor 13, and a discharge circuit 15 are connected to the outside, and a rechargeable battery 14 to detect the state of Note that the control unit 10, the voltage sensor 11, the current sensor 12, the temperature sensor 13, and the discharge circuit 15 may not be configured separately, but may be configured by integrating some or all of them.

ここで、制御部10は、電圧センサ11、電流センサ12、および、温度センサ13からの出力を参照し、充電可能電池14の状態を検出して検出結果の情報を外部に出力するとともに、オルタネータ16の発電電圧を制御することで充電可能電池14の充電状態を制御する。電圧センサ11は、充電可能電池14の端子電圧を検出し、制御部10に電圧信号として供給する。電流センサ12は、充電可能電池14に流れる電流を検出し、制御部10に電流信号として供給する。温度センサ13は、充電可能電池14の電解液または充電可能電池14の周囲の温度を検出し、制御部10に温度信号として供給する。なお、制御部10がオルタネータ16の発電電圧を制御することで充電可能電池14の充電状態を制御するのではなく、例えば、図示しないECU(Electric Control Unit)が充電状態を制御するようにしてもよい。 Here, the control unit 10 refers to the outputs from the voltage sensor 11, the current sensor 12, and the temperature sensor 13, detects the state of the rechargeable battery 14, outputs the information of the detection result to the outside, and outputs the information of the detection result to the outside. The state of charge of rechargeable battery 14 is controlled by controlling the generated voltage of 16 . The voltage sensor 11 detects the terminal voltage of the rechargeable battery 14 and supplies it to the controller 10 as a voltage signal. The current sensor 12 detects the current flowing through the rechargeable battery 14 and supplies it to the controller 10 as a current signal. The temperature sensor 13 detects the electrolyte of the rechargeable battery 14 or the ambient temperature of the rechargeable battery 14 and supplies it to the controller 10 as a temperature signal. Instead of the control unit 10 controlling the voltage generated by the alternator 16 to control the state of charge of the rechargeable battery 14, for example, an ECU (Electric Control Unit) (not shown) may control the state of charge. good.

充電可能電池14は、電解液を有する充電可能電池、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、または、ニッケル水素電池等によって構成され、オルタネータ16によって充電され、スタータモータ18を駆動してエンジンを始動するとともに、負荷19に電力を供給する。なお、充電可能電池14は、複数のセルを直列接続して構成されている。 The rechargeable battery 14 is composed of a rechargeable battery having an electrolytic solution, such as a lead-acid battery, a nickel-cadmium battery, or a nickel-hydrogen battery, and is charged by an alternator 16 to drive a starter motor 18 to start the engine. Also, power is supplied to the load 19 . Note that the rechargeable battery 14 is configured by connecting a plurality of cells in series.

放電回路15は、例えば、直列接続された半導体スイッチおよび抵抗素子等によって構成され、制御部10の制御に応じて半導体スイッチをオン/オフすることで、充電可能電池14を所定の電流で放電させる。 The discharge circuit 15 is composed of, for example, a semiconductor switch and a resistance element connected in series, and turns on/off the semiconductor switch according to the control of the control unit 10 to discharge the rechargeable battery 14 with a predetermined current. .

オルタネータ16は、エンジン17によって駆動され、交流電力を発生して整流回路によって直流電力に変換し、充電可能電池14を充電する。オルタネータ16は、制御部10によって制御され、発電電圧を調整することが可能とされている。 Alternator 16 is driven by engine 17 to generate AC power which is converted to DC power by a rectifier circuit to charge rechargeable battery 14 . The alternator 16 is controlled by the controller 10 and is capable of adjusting the generated voltage.

エンジン17は、例えば、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成され、スタータモータ18によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し、車両に推進力を与えるとともに、オルタネータ16を駆動して電力を発生させる。スタータモータ18は、例えば、直流電動機によって構成され、充電可能電池14から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン17を始動する。 The engine 17 is configured by, for example, a reciprocating engine such as a gasoline engine and a diesel engine, a rotary engine, or the like, and is started by a starter motor 18 to drive drive wheels through a transmission to provide propulsion to the vehicle. to generate electric power. The starter motor 18 is composed of, for example, a direct-current motor, and generates rotational force from electric power supplied from the rechargeable battery 14 to start the engine 17 .

負荷19は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、シートヒータ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等によって構成され、充電可能電池14から供給される電力によって動作する。なお、図1の例では、エンジン17のみが駆動力を出力する構成としたが、例えば、エンジン17をアシストする電動モータを具備したハイブリッド車であってもよい。ハイブリッド車の場合、充電可能電池14は、リチウム電池等によって構成される高圧システム(電動モータを駆動するシステム)を起動し、高圧システムがエンジン17を始動する。 The load 19 includes, for example, an electric steering motor, a defogger, a seat heater, an ignition coil, a car audio system, a car navigation system, and the like, and operates with power supplied from the rechargeable battery 14 . In the example of FIG. 1, only the engine 17 is configured to output the driving force, but for example, a hybrid vehicle equipped with an electric motor that assists the engine 17 may be used. In the case of a hybrid vehicle, the rechargeable battery 14 activates a high voltage system (system for driving an electric motor) composed of a lithium battery or the like, and the high voltage system starts the engine 17 .

図2は、図1に示す制御部10の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部10は、CPU(Central Processing Unit)10a、ROM(Read Only Memory)10b、RAM(Random Access Memory)10c、通信部10d、I/F(Interface)10e、および、バス10fを有している。ここで、CPU10aは、ROM10bに格納されているプログラム10baに基づいて各部を制御する。ROM10bは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム10ba等を格納している。RAM10cは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム10baを実行する際に生成されるデータや、テーブル等のデータ10caを格納する。通信部10dは、上位の装置であるECU(Electronic Control Unit)等との間で通信を行い、検出した情報または制御情報を上位装置に通知する。I/F10eは、電圧センサ11、電流センサ12、および、温度センサ13から供給される信号をデジタル信号に変換して取り込むとともに、放電回路15、オルタネータ16、および、スタータモータ18等に駆動電流を供給してこれらを制御する。バス10fは、CPU10a、ROM10b、RAM10c、通信部10d、および、I/F10eを相互に接続し、これらの間で情報の授受を可能とするための信号線群である。 FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration example of the control unit 10 shown in FIG. As shown in this figure, the control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 10a, a ROM (Read Only Memory) 10b, a RAM (Random Access Memory) 10c, a communication unit 10d, an I/F (Interface) 10e, and It has a bus 10f. Here, the CPU 10a controls each section based on a program 10ba stored in the ROM 10b. The ROM 10b is composed of a semiconductor memory or the like, and stores programs 10ba and the like. The RAM 10c is configured by a semiconductor memory or the like, and stores data generated when executing the program 10ba and data 10ca such as tables. The communication unit 10d communicates with an ECU (Electronic Control Unit) or the like, which is a host device, and notifies the host device of detected information or control information. The I/F 10e converts the signals supplied from the voltage sensor 11, the current sensor 12, and the temperature sensor 13 into digital signals and takes them in, and supplies drive currents to the discharge circuit 15, the alternator 16, the starter motor 18, and the like. supply and control these. The bus 10f is a group of signal lines for interconnecting the CPU 10a, ROM 10b, RAM 10c, communication section 10d, and I/F 10e and enabling information exchange therebetween.

なお、図2の例では、CPU10aを1つ有するようにしているが、複数のCPUによって分散処理を実行するようにしてもよい。また、CPUの代わりに、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、または、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって構成するようにしてもよい。あるいは、ソフトウエアプログラムを読み込むことで機能を実行する汎用プロセッサまたはクラウドコンピューティングによりサーバー上のコンピュータで処理が行われるようにしてもよい。また、図2では、ROM10bおよびRAM10cを有するようにしているが、例えば、これら以外の記憶装置(例えば、磁気記憶装置であるHDD(Hard Disk Drive))を用いるようにしてもよい。 In addition, although one CPU 10a is provided in the example of FIG. 2, distributed processing may be executed by a plurality of CPUs. Further, instead of the CPU, a DSP (Digital Signal Processor), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like may be used. Alternatively, the processing may be performed by a computer on a server using a general-purpose processor or cloud computing that executes the functions by loading a software program. In addition, although the ROM 10b and the RAM 10c are provided in FIG. 2, for example, a storage device other than these (for example, an HDD (Hard Disk Drive) which is a magnetic storage device) may be used.

(B)本発明の第1実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第1実施形態の動作について説明する。なお、以下では、本発明の第1実施形態の動作について説明した後、このような動作を実現するためのフローチャートの処理について説明する。
(B) Description of the operation of the first embodiment of the present invention Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. In the following, after the operation of the first embodiment of the present invention is explained, the processing of the flowchart for realizing such an operation will be explained.

まず、本発明の第1実施形態の動作の概略について説明する。図示しないイグニッションスイッチが操作されることで車両のエンジン17が停止され、所定の時間(例えば、数時間)が経過し、例えば、充電可能電池14の分極および成層化が解消されると、制御部10のCPU10aは、電圧センサ11から供給される電圧信号を参照し、充電可能電池14の電圧V0を測定する。 First, the outline of the operation of the first embodiment of the present invention will be described. An ignition switch (not shown) is operated to stop the engine 17 of the vehicle, and after a predetermined period of time (for example, several hours) elapses, for example, when the polarization and stratification of the rechargeable battery 14 are eliminated, the control unit The CPU 10 a of 10 refers to the voltage signal supplied from the voltage sensor 11 and measures the voltage V0 of the rechargeable battery 14 .

つぎに、制御部10のCPU10aは、放電回路15に制御信号を供給して充電可能電池14をパルス放電させる。図3は、パルス放電の具体例を説明するための図である。図3の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は充電可能電池14から放電回路15に流れる放電電流(A)を示している。また、図3において、実線は充電可能電池14のSOCが100%の場合の電流の変化を示し、間隔が短い破線はSOCが80%の場合の電流の変化を示し、間隔が長い破線はSOCが40%の場合の電流の変化を示し、一点鎖線はSOCが0%の場合の電流の変化を示している。図3に示すように、矩形波状のパルス放電が開始されると、放電前は約0A程度であった電流(I0≒0A)が、約5A程度(I1≒5A)となる。このとき、充電可能電池14のSOCによって内部抵抗が異なることから、放電電流も異なっている。 Next, the CPU 10a of the control unit 10 supplies a control signal to the discharge circuit 15 to cause the rechargeable battery 14 to pulse-discharge. FIG. 3 is a diagram for explaining a specific example of pulse discharge. The horizontal axis of FIG. 3 indicates time (sec), and the vertical axis indicates the discharge current (A) flowing from the rechargeable battery 14 to the discharge circuit 15 . In FIG. 3, the solid line indicates the change in current when the SOC of the rechargeable battery 14 is 100%, the dashed line with short intervals indicates the change in current when the SOC is 80%, and the dashed line with long intervals indicates the SOC. is 40%, and the one-dot chain line shows the current change when SOC is 0%. As shown in FIG. 3, when the square-wave pulse discharge is started, the current (I0≈0A), which was about 0A before the discharge, becomes about 5A (I1≈5A). At this time, since the internal resistance differs depending on the SOC of the rechargeable battery 14, the discharge current also differs.

CPU10aは、パルス放電が終了してから一定の時間が経過すると、電圧センサ11から供給される電圧信号を参照し、充電可能電池14の電圧V1を検出する。 The CPU 10a refers to the voltage signal supplied from the voltage sensor 11 and detects the voltage V1 of the rechargeable battery 14 after a certain period of time has passed since the pulse discharge is completed.

図4は、充電可能電池14をパルス放電させた場合の電圧の時間的な変化を示している。図4において横軸は時間(sec)を示し、縦軸は電圧変化(V)(例えば、所定の基準電圧(例えば、12V)からの変化)を示している。また、図4において、実線は充電可能電池14のSOCが100%の場合の電圧の変化を示し、間隔が短い破線はSOCが80%の場合の電圧の変化を示し、間隔が長い破線はSOCが40%の場合の電圧の変化を示し、一点鎖線はSOCが0%の場合の電圧の変化を示している。図4に示すように、SOCが80%から減少すると、それに応じて電圧変化も大きくなるが、SOCが100%になると電圧変化が減少せずに大きくなっている。 FIG. 4 shows the change in voltage over time when the rechargeable battery 14 is pulse-discharged. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time (sec), and the vertical axis indicates voltage change (V) (for example, change from a predetermined reference voltage (for example, 12 V)). In FIG. 4, the solid line indicates the change in voltage when the SOC of the rechargeable battery 14 is 100%, the dashed line with short intervals indicates the change in voltage when the SOC is 80%, and the dashed line with long intervals indicates the SOC. is 40%, and the one-dot chain line shows the voltage change when SOC is 0%. As shown in FIG. 4, when the SOC decreases from 80%, the voltage change increases accordingly, but when the SOC reaches 100%, the voltage change increases without decreasing.

図5は、図4に示す電圧V0と電圧V1の差分値ΔV(=V1-V0)と、SOCの関係を示す図である。図5に示す例では、SOCが80%までは、SOCが増加するとそれに応じて差分値ΔVも増加するが、SOCが80%を超えると差分値ΔVは減少に転じる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the difference value ΔV (=V1−V0) between the voltages V0 and V1 shown in FIG. 4 and the SOC. In the example shown in FIG. 5, up to 80% SOC, the difference value ΔV increases as the SOC increases, but when the SOC exceeds 80%, the difference value ΔV starts to decrease.

すなわち、パルス放電前の電圧V0とパルス放電後の電圧V1の差分値ΔVは、SOCの増加に応じて増加するが、SOCが満充電に近づくと、増加から減少に転じる。実験の結果、このような傾向は、充電可能電池14のサイズ、種類、および、製造メーカによらず観察された。 That is, the difference value ΔV between the voltage V0 before the pulse discharge and the voltage V1 after the pulse discharge increases as the SOC increases, but stops increasing and decreases when the SOC approaches full charge. As a result of the experiment, such tendency was observed regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14 .

そこで、第1実施形態では、前述した特性に基づいて、パルス放電の前後の電圧の差分値ΔVと、充電可能電池14の充電状態または放電状態に基づいて、充電可能電池14の充電状態を検出する。 Therefore, in the first embodiment, the state of charge of the rechargeable battery 14 is detected based on the difference value ΔV between the voltages before and after the pulse discharge and the state of charge or discharge of the rechargeable battery 14 based on the characteristics described above. do.

つぎに、図6を参照して、図1に示す第1実施形態において実行される処理の一例について説明する。図6に示すフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。 Next, an example of processing executed in the first embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. When the process of the flowchart shown in FIG. 6 is started, the following steps are executed.

ステップS10では、制御部10のCPU10aは、エンジン17が停止されたか否かを判定し、エンジン17が停止されたと判定した場合(ステップS10:Y)にはステップS11に進み、それ以外の場合(ステップS10:N)には処理を終了する。例えば、CPU10aは、通信部10dを介して図示しないECU(Electric Control Unit)に問い合わせすることで、エンジン17を停止するためのイグニッションスイッチが操作されたか否かを判定し、イグニッションスイッチが操作されてエンジン17が停止されたと判定した場合にはステップS11に進む。 In step S10, the CPU 10a of the control unit 10 determines whether or not the engine 17 has been stopped. If it is determined that the engine 17 has been stopped (step S10: Y), the process proceeds to step S11; At step S10:N), the process is terminated. For example, the CPU 10a determines whether or not an ignition switch for stopping the engine 17 has been operated by making an inquiry to an ECU (Electric Control Unit) (not shown) via the communication unit 10d. When it is determined that the engine 17 has been stopped, the process proceeds to step S11.

ステップS11では、CPU10aは、エンジン17が停止されてから所定の時間(例えば、数時間)が経過したか否かを判定し、所定の時間が経過したと判定した場合(ステップS11:Y)にはステップS12に進み、それ以外の場合(ステップS11:N)には同じ処理を繰り返す。 In step S11, the CPU 10a determines whether or not a predetermined time (for example, several hours) has elapsed since the engine 17 was stopped. Otherwise (step S11: N), the same process is repeated.

ステップS12では、CPU10aは、電圧センサ11から供給される電圧信号を参照し、充電可能電池14の放電前電圧V0を測定する。 In step S12, the CPU 10a refers to the voltage signal supplied from the voltage sensor 11 and measures the pre-discharge voltage V0 of the rechargeable battery .

ステップS13では、CPU10aは、放電回路15に制御信号を供給して、充電可能電池14をパルス放電させる。なお、パルス放電としては、例えば、矩形の波形を有し、数アンペア(例えば、1A~10A)程度の電流値を有し、数十msec~数百msecの時間幅を有する放電とすることができる。もちろん、これら以外の波形または数値に設定してもよい。 In step S13, the CPU 10a supplies a control signal to the discharge circuit 15 to cause the rechargeable battery 14 to pulse-discharge. The pulse discharge may be, for example, a discharge having a rectangular waveform, a current value of about several amperes (for example, 1 A to 10 A), and a time width of several tens to several hundred msec. can. Of course, waveforms or numerical values other than these may be set.

ステップS14では、CPU10aは、パルス放電を実行してから所定の時間(例えば、数十msec~数百msec)が経過したか否かを判定し、所定の時間が経過したと判定した場合(ステップS14:Y)にはステップS15に進み、それ以外の場合(ステップS15:N)には同じ処理を繰り返す。 In step S14, the CPU 10a determines whether or not a predetermined time (for example, several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds) has passed after executing the pulse discharge. If it is determined that the predetermined time has passed (step If S14: Y), the process proceeds to step S15, otherwise (step S15: N), the same process is repeated.

ステップS15では、CPU10aは、電圧センサ11から供給される電圧信号を参照し、充電可能電池14の放電後電圧V1を測定する。 In step S15, the CPU 10a refers to the voltage signal supplied from the voltage sensor 11 and measures the post-discharge voltage V1 of the rechargeable battery .

ステップS16では、CPU10aは、ステップS12で測定した放電前電圧V0と、ステップS15で測定した放電後電圧V1の差分値ΔV=V1-V0を計算する。なお、このようにして得た差分値ΔVは、RAM10cにデータ10caとして格納される。 In step S16, the CPU 10a calculates the difference value ΔV=V1−V0 between the pre-discharge voltage V0 measured in step S12 and the post-discharge voltage V1 measured in step S15. The difference value ΔV thus obtained is stored in the RAM 10c as data 10ca.

ステップS17では、CPU10aは、前回測定時からの充放電の収支がプラスか否かを判定し、プラスであると判定した場合(ステップS17:Y)にはステップS18に進み、それ以外の場合(ステップS17:N)には処理を終了する。例えば、図7に示すように、図6に示す処理が実行される「充放電停止」の期間から、つぎの「充放電停止」の期間において、充放電の収支がプラスになる場合、すなわち、前回の「充放電停止」の期間から充電可能電池14が充電されている場合(SOCが増加している場合)にはYと判定してステップS18に進む。なお、充放電の収支を計算する方法としては、電流センサ12から供給される電流信号をCPU10aが累積加算することで収支を計算することができる。 In step S17, the CPU 10a determines whether or not the charge/discharge balance from the previous measurement is positive. At step S17: N), the process is terminated. For example, as shown in FIG. 7, when the charge/discharge balance becomes positive in the next "charge/discharge stop" period after the "charge/discharge stop" period in which the process shown in FIG. 6 is executed, that is, If the rechargeable battery 14 has been charged since the previous "stop charging/discharging" period (if the SOC has increased), the determination is Y and the process proceeds to step S18. As a method of calculating the balance of charge/discharge, the balance can be calculated by causing the CPU 10a to cumulatively add the current signals supplied from the current sensor 12. FIG.

ステップS18では、CPU10aは、前回の「充放電停止」の期間において算出された差分値ΔVをRAM10cから取得し、ΔV0に代入する。 In step S18, the CPU 10a acquires from the RAM 10c the difference value .DELTA.V calculated during the previous "stop charging/discharging" period, and substitutes it for .DELTA.V0.

ステップS19では、CPU10aは、今回の「充放電停止」の期間(第1時点)において算出された差分値ΔVと、前回の「充放電停止」の期間(第2時点)において算出された差分値ΔV0を比較し、ΔV<ΔV0を満たすか否かを判定し、ΔV<ΔV0を満たすと判定した場合には、ステップS20に進み、それ以外の場合には処理を終了する。 In step S19, the CPU 10a calculates the difference value ΔV calculated during the current "stop charging/discharging" period (first time point) and the difference value ΔV calculated during the previous "stop charging/discharging" period (second time point). ΔV0 is compared to determine whether or not ΔV<ΔV0 is satisfied. If it is determined that ΔV<ΔV0 is satisfied, the process proceeds to step S20, otherwise the process ends.

ステップS20では、CPU10aは、充電可能電池14が満充電に近い状態であると判定する。より詳細には、ステップS17において、前回の「充放電停止」の期間から、今回の「充放電停止」の期間の間において、充電可能電池14が充電されている場合であって、ΔV<ΔV0を満たす場合には、充電可能電池14が、図5に示すグラフの傾きがマイナスの領域に存在すると判定する。なお、満充電に近いことを示す情報は、例えば、通信部10dを介して図示しないECUに対して通知される。このような通知を受けたECUは、例えば、オルタネータ16の出力電圧を低減することで、例えば、エンジン17の負荷を減らして、燃費を向上させることができる。 In step S20, the CPU 10a determines that the rechargeable battery 14 is nearly fully charged. More specifically, in step S17, when the rechargeable battery 14 is charged during the period from the previous "stop charging/discharging" period to the current "stop charging/discharging" period, ΔV<ΔV0 is satisfied, it is determined that the rechargeable battery 14 exists in the region where the slope of the graph shown in FIG. 5 is negative. Information indicating that the battery is almost fully charged is notified to an ECU (not shown) via the communication unit 10d, for example. The ECU that has received such notification can reduce the load on the engine 17 by reducing the output voltage of the alternator 16, for example, thereby improving fuel efficiency.

以上に説明したように、本発明の第1実施形態によれば、パルス放電前後の電圧を測定し、これらの差分値の増減に基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the voltage before and after the pulse discharge is measured, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the increase or decrease of the difference between them. , status can be detected regardless of the size, type, or manufacturer of the rechargeable battery 14 .

(C)本発明の第2実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第2実施形態の構成例について説明する。なお、第2実施形態の構成例は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
(C) Description of Configuration of Second Embodiment of the Present Invention Next, a configuration example of the second embodiment of the present invention will be described. Although the configuration example of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the processing executed by the control unit 10 is different.

(D)本発明の第2実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第2実施形態の動作について説明する。第1実施形態では、図4に示すように、パルス放電の開始前の電圧V0と、終了後の電圧V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第2実施形態では、図8に示すように、放電開始前の電圧V0と、放電終了前の電圧V1pとの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、放電終了前の電圧V1pを測定するタイミングとしては、例えば、パルス放電終了前の約20%内のタイミングとすることができる。もちろん、これ以外のタイミング(例えば、約50~30%内等)としてもよい。
(D) Description of Operation of Second Embodiment of the Present Invention Next, operation of the second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the voltage V0 before the start of the pulse discharge and the voltage V1 after the end of the pulse discharge are measured, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the difference value ΔV between them. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the difference value ΔV between the voltage V0 before the start of discharging and the voltage V1p before the end of discharging. The timing for measuring the voltage V1p before the end of the discharge can be, for example, the timing within about 20% before the end of the pulse discharge. Of course, other timings (for example, within about 50 to 30%) may be used.

図9は、放電開始前の電圧V0と、放電終了前の電圧V1pとの差分値ΔVのSOCによる変化を示す図である。図9の横軸は、SOCを示し、縦軸は差分値ΔVを示している。図9に示すように、差分値ΔVは、SOCが80%未満ではSOCの増加に伴って増加するが、SOCが80%を超えると減少に転じる。このため、充電可能電池14のSOCの増加局面において、差分値ΔVが増加から減少に転じた場合には、充電可能電池14が満充電に近い状態であると判定することができる。 FIG. 9 is a diagram showing a change due to SOC of the difference value ΔV between the voltage V0 before the start of discharge and the voltage V1p before the end of discharge. The horizontal axis of FIG. 9 indicates the SOC, and the vertical axis indicates the difference value ΔV. As shown in FIG. 9, the difference value ΔV increases as the SOC increases when the SOC is less than 80%, but begins to decrease when the SOC exceeds 80%. Therefore, when the SOC of rechargeable battery 14 increases and difference value ΔV changes from increasing to decreasing, it can be determined that rechargeable battery 14 is nearly fully charged.

以上に説明したように、本発明の第2実施形態によれば、パルス放電前と放電中の電圧を測定し、これらの差分値の増減と、充放電の収支とに基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, the voltage before and during pulse discharge is measured, and based on the increase/decrease in the difference between these voltages and the charge/discharge balance, the rechargeable battery Since the state of 14 is detected, the state can be detected regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14 .

(E)本発明の第3実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第3実施形態の構成について説明する。なお、第3実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
(E) Description of the configuration of the third embodiment of the present invention Next, the configuration of the third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the third embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, but the processing executed by the control unit 10 is different.

(F)本発明の第3実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第3実施形態の動作について説明する。第1および第2実施形態では、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中または放電後の電圧V1p,V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第3実施形態では、電圧の差分値ΔVと、電流の差分値ΔIから内部抵抗Rを求め、内部抵抗Rに基づいて充電可能電池14の状態を検出する。
(F) Description of the operation of the third embodiment of the present invention Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments, the voltage V0 before pulse discharge and the voltages V1p and V1 during or after pulse discharge are measured, and the state of rechargeable battery 14 is detected based on the difference value ΔV between them. However, in the third embodiment, the internal resistance R is obtained from the voltage difference value ΔV and the current difference value ΔI, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the internal resistance R.

より詳細には、パルス放電開始前の電圧および電流をV0,I0とし、パルス放電終了前の電圧および電流をV1p,I1pとするとき、内部抵抗R=(V1p-V0)/(I1p-I0)と定義する。 More specifically, when the voltage and current before the start of the pulse discharge are V0 and I0, and the voltage and current before the end of the pulse discharge are V1p and I1p, the internal resistance R=(V1p-V0)/(I1p-I0). defined as

図10は、以上のようにして求めた内部抵抗Rと時間との関係を示す図である。より詳細には、図10の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は内部抵抗(mΩ)を示している。また、図10において、実線は充電可能電池14のSOCが100%の場合の内部抵抗の変化を示し、間隔が短い破線はSOCが80%の場合の内部抵抗の変化を示し、間隔が長い破線はSOCが40%の場合の内部抵抗の変化を示し、一点鎖線はSOCが0%の場合の内部抵抗の変化を示している。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the internal resistance R obtained as described above and time. More specifically, the horizontal axis of FIG. 10 indicates time (sec), and the vertical axis indicates internal resistance (mΩ). In FIG. 10, the solid line indicates the change in internal resistance when the SOC of the rechargeable battery 14 is 100%, the dashed line with short intervals indicates the change in internal resistance when the SOC is 80%, and the dashed line with long intervals indicates the change in internal resistance when the SOC is 80%. indicates the change in internal resistance when the SOC is 40%, and the one-dot chain line indicates the change in internal resistance when the SOC is 0%.

図11は、SOCと内部抵抗の変化との関係を示す図である。より詳細には、図11の横軸はSOC(%)を示し、縦軸は内部抵抗変化(mΩ)を示している。図11に示すように、SOCが80%未満の場合、内部抵抗RはSOCの増加に応じて減少し、SOCが80%を超えると、内部抵抗Rは増加に転じている。このため、例えば、充電可能電池14の充放電の収支がプラスの場合において、内部抵抗Rの変化が減少から増加に転じた場合には、図11に示すSOCが80%を超える領域に属していると判定し、満充電に近い状態と判定することができる。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between SOC and changes in internal resistance. More specifically, the horizontal axis of FIG. 11 indicates SOC (%), and the vertical axis indicates internal resistance change (mΩ). As shown in FIG. 11, when the SOC is less than 80%, the internal resistance R decreases as the SOC increases, and when the SOC exceeds 80%, the internal resistance R begins to increase. Therefore, for example, when the charge/discharge balance of the rechargeable battery 14 is positive and the change in the internal resistance R changes from a decrease to an increase, the SOC shown in FIG. 11 belongs to the region exceeding 80%. It can be determined that the battery is in a state close to full charge.

以上に説明したように、本発明の第3実施形態によれば、パルス放電前と放電中または放電後の電圧および電流から内部抵抗を算出し、内部抵抗の増減と、充放電の収支とに基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, the internal resistance is calculated from the voltage and current before, during, or after pulse discharge, and the internal resistance increases or decreases and the charge/discharge balance is calculated. Therefore, the state of the rechargeable battery 14 can be detected regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14 .

(G)本発明の第4実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第4実施形態の構成について説明する。なお、第4実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
(G) Description of the configuration of the fourth embodiment of the present invention Next, the configuration of the fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the fourth embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, but the processing executed by the control unit 10 is different.

(H)本発明の第4実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第4実施形態の動作について説明する。第1および第2実施形態では、1回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中または放電後の電圧V1を測定し、これらの差分値ΔVに基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第4実施形態では、図12に示すように、複数回(図12では5回)のパルス放電を実行し、これら複数回のパルス放電前の電圧V0と、各パルス放電終了から所定の時間が経過した後の電圧V1~V5の差分値ΔV1~ΔV5を求め、これらの差分値ΔV1~ΔV5の変化に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1~1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図12では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
(H) Description of Operation of Fourth Embodiment of the Present Invention Next, operation of the fourth embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments, one pulse discharge is performed, the voltage V0 before the pulse discharge and the voltage V1 during or after the pulse discharge are measured, and based on the difference value ΔV of these, the rechargeable battery 14, but in the fourth embodiment, as shown in FIG. 12, pulse discharge is performed a plurality of times (five times in FIG. 12), and the voltage V0 before these pulse discharges is detected. Then, difference values ΔV1 to ΔV5 of voltages V1 to V5 after a predetermined time has passed since the end of each pulse discharge are obtained, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on changes in these difference values ΔV1 to ΔV5. The cycle of pulse discharge can be set to 1/2 sec, for example. Of course, other periods (eg, 1 to 1/100 sec) may be set. Also, the number of pulse discharges is set to five in FIG. 12, but can be set to any number of times greater than or equal to two as long as the SOC of the rechargeable battery 14 does not decrease due to discharge.

図13は、複数回のパルス放電を行った場合のSOCと差分値ΔVとの関係を示す図である。図13の横軸はSOC(%)を示し、縦軸は差分値ΔV(V)を示している。また、実線の折れ線はΔV1=V1-V0のSOCによる変化を示し、間隔が短い破線の折れ線はΔV2=V2-V0のSOCによる変化を示し、間隔が長い破線の折れ線はΔV3=V3-V0のSOCによる変化を示し、一点鎖線線の折れ線はΔV4=V4-V0のSOCによる変化を示し、二点鎖線の折れ線はΔV5=V5-V0のSOCによる変化を示している。図13に示すように、複数回のパルス放電を行う場合、パルス放電の回数が多い方が折れ線の傾きが大きくなることから、充電可能電池14の状態検出が容易となる。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the SOC and the difference value ΔV when pulse discharge is performed multiple times. The horizontal axis of FIG. 13 indicates the SOC (%), and the vertical axis indicates the difference value ΔV (V). Further, the solid polygonal line indicates the change due to SOC of ΔV1=V1-V0, the broken line with a short interval indicates the change due to SOC of ΔV2=V2-V0, and the broken line with a long interval indicates the change due to SOC of ΔV3=V3-V0. The broken dashed dotted line shows the change due to SOC of ΔV4=V4−V0, and the broken double-dotted line shows the change due to SOC of ΔV5=V5−V0. As shown in FIG. 13, when pulse discharge is performed a plurality of times, the greater the number of pulse discharges, the greater the slope of the polygonal line, making it easier to detect the state of rechargeable battery 14 .

以上に説明したように、本発明の第4実施形態によれば、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前と、各パルス放電の放電後の電圧から差分値を算出し、差分値の増減と、充放電の収支とに基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the pulse discharge is performed a plurality of times, the difference value is calculated from the voltage before the pulse discharge and the voltage after each pulse discharge, and the difference value is calculated. Since the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the increase/decrease and the balance of charge/discharge, the state can be detected regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14.例文帳に追加

(I)本発明の第5実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第5実施形態の構成について説明する。なお、第5実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
(I) Description of the configuration of the fifth embodiment of the present invention Next, the configuration of the fifth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the fifth embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, but the processing executed by the control unit 10 is different.

(J)本発明の第5実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第5実施形態の動作について説明する。第4実施形態では、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電後の電圧V1~V5との差分値ΔV1~ΔV5に基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第5実施形態では、図14に示すように、複数回(図14では5回)のパルス放電を実行し、これら複数回のパルス放電前の電圧V0と、各パルス放電中の電圧V1p~V5pの差分値ΔV1~ΔV5を求め、これらの差分値ΔV1~ΔV5の変化に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、前述した第4実施形態と同様に、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1~1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図14では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
(J) Description of the operation of the fifth embodiment of the present invention Next, the operation of the fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, pulse discharge is performed a plurality of times, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the difference values ΔV1 to ΔV5 between the voltage V0 before the pulse discharge and the voltages V1 to V5 after the pulse discharge. However, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 14, the pulse discharge is performed a plurality of times (five times in FIG. 14), and the voltage V0 before the plurality of pulse discharges and the voltage V0 during each pulse discharge ΔV1 to ΔV5 of the voltages V1p to V5p are obtained, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on changes in these difference values ΔV1 to ΔV5. The period of pulse discharge can be set to, for example, 1/2 sec, as in the fourth embodiment described above. Of course, other periods (eg, 1 to 1/100 sec) may be set. Also, the number of pulse discharges is set to five in FIG. 14, but can be set to any number of times greater than or equal to two as long as the SOC of the rechargeable battery 14 does not decrease due to discharge.

図15は、複数回のパルス放電を行った場合のSOCと差分値ΔVの関係を示す図である。図15の横軸はSOC(%)を示し、縦軸は差分値ΔV(V)を示している。また、実線の折れ線はΔV1=V1-V0のSOCによる変化を示し、間隔が短い破線の折れ線はΔV2=V2-V0のSOCによる変化を示し、間隔が長い破線の折れ線はΔV3=V3-V0のSOCによる変化を示し、一点鎖線線の折れ線はΔV4=V4-V0のSOCによる変化を示し、二点鎖線の折れ線はΔV5=V5-V0のSOCによる変化を示している。図15に示すように、複数回のパルス放電を行う場合、パルス放電の回数が多い方が折れ線の傾きが大きくなることから、充電可能電池14の状態検出が容易となる。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the SOC and the difference value ΔV when pulse discharge is performed multiple times. The horizontal axis of FIG. 15 indicates the SOC (%), and the vertical axis indicates the difference value ΔV (V). Further, the solid polygonal line indicates the change due to SOC of ΔV1=V1-V0, the broken line with a short interval indicates the change due to SOC of ΔV2=V2-V0, and the broken line with a long interval indicates the change due to SOC of ΔV3=V3-V0. The broken dashed dotted line shows the change due to SOC of ΔV4=V4−V0, and the broken double-dotted line shows the change due to SOC of ΔV5=V5−V0. As shown in FIG. 15, when pulse discharge is performed a plurality of times, the greater the number of pulse discharges, the greater the slope of the polygonal line, making it easier to detect the state of rechargeable battery 14 .

以上に説明したように、本発明の第5実施形態によれば、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前と、各パルス放電中の電圧から差分値を算出し、差分値の増減と、充放電の収支とに基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, the pulse discharge is executed a plurality of times, the difference value is calculated from the voltage before the pulse discharge and during each pulse discharge, and the difference value is increased or decreased. Since the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the charge/discharge balance, the state can be detected regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14.例文帳に追加

(K)本発明の第6実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第6実施形態の構成について説明する。なお、第6実施形態の構成は、図1および図2に示す第1実施形態と同様であるが、制御部10において実行される処理が異なっている。
(K) Description of the configuration of the sixth embodiment of the present invention Next, the configuration of the sixth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the sixth embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, but the processing executed by the control unit 10 is different.

(L)本発明の第6実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第6実施形態の動作について説明する。第5実施形態では、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0と放電中の電圧V1~V5の差分値に基づいて充電可能電池14の状態を検出するようにしたが、第6実施形態では、図16に示すように、複数回(図16では5回)のパルス放電を実行し、パルス放電前の電圧V0および電流I0と、パルス放電中の電圧V1~V5および電流値I1~I5とに基づいて内部抵抗R1~R5を検出し、これらの内部抵抗R1~R5に基づいて充電可能電池14の状態を検出する。なお、パルス放電の周期は、前述した第4実施形態と同様に、例えば、1/2secとすることができる。もちろん、これ以外の周期(例えば、1~1/100sec)に設定してもよい。また、パルス放電の回数は、図16では5回としたが、放電によって充電可能電池14のSOCが減少しない範囲であれば、2回以上の任意の回数に設定することができる。
(L) Explanation of the operation of the sixth embodiment of the present invention Next, the operation of the sixth embodiment of the present invention will be explained. In the fifth embodiment, pulse discharge is performed a plurality of times, and the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the difference between the voltage V0 before pulse discharge and the voltages V1 to V5 during discharge. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 16, pulse discharge is performed a plurality of times (five times in FIG. 16), voltage V0 and current I0 before pulse discharge, voltages V1 to V5 and current values during pulse discharge. Internal resistances R1-R5 are detected based on I1-I5, and the state of rechargeable battery 14 is detected based on these internal resistances R1-R5. The period of pulse discharge can be set to, for example, 1/2 sec, as in the fourth embodiment described above. Of course, other periods (eg, 1 to 1/100 sec) may be set. The number of pulse discharges is set to five in FIG. 16, but can be set to any number of times greater than or equal to two as long as the SOC of the rechargeable battery 14 does not decrease due to discharge.

図17は、複数回のパルス放電を行った場合の内部抵抗R1~R5とSOCの関係を示す図である。図17の横軸はSOC(%)を示し、縦軸は内部抵抗(mΩ)を示している。また、実線の折れ線はR1=(V1-V0)/(I1-I0)のSOCによる変化を示し、間隔が短い破線の折れ線はR2=(V2-V0)/(I2-I0)のSOCによる変化を示し、間隔が長い破線の折れ線はR3=(V3-V0)/(I3-I0)のSOCによる変化を示し、一点鎖線線の折れ線はR4=(V4-V0)/(I4-I0)のSOCによる変化を示し、二点鎖線の折れ線はR5=(V5-V0)/(I5-I0)のSOCによる変化を示している。図17に示すように、複数回のパルス放電を行う場合、パルス放電の回数が多い方が折れ線の傾きが大きくなることから、充電可能電池14の状態検出が容易となる。 FIG. 17 is a diagram showing the relationship between internal resistances R1 to R5 and SOC when pulse discharge is performed a plurality of times. The horizontal axis of FIG. 17 indicates SOC (%), and the vertical axis indicates internal resistance (mΩ). In addition, the solid broken line shows the change due to SOC of R1 = (V1 - V0) / (I1 - I0), and the broken broken line with short intervals shows the change due to SOC of R2 = (V2 - V0) / (I2 - I0) , and the broken line with a long interval shows the change due to SOC of R3 = (V3 - V0) / (I3 - I0), and the broken line with a dashed line shows the change of R4 = (V4 - V0) / (I4 - I0) The change due to SOC is shown, and the two-dot chain line shows the change due to SOC of R5=(V5-V0)/(I5-I0). As shown in FIG. 17, when pulse discharge is performed a plurality of times, the greater the number of pulse discharges, the greater the slope of the polygonal line, making it easier to detect the state of rechargeable battery 14 .

以上に説明したように、本発明の第6実施形態によれば、複数回のパルス放電を実行し、パルス放電前と、各パルス放電中の電圧および電流から内部抵抗を算出し、内部抵抗の増減に基づいて、充電可能電池14の状態を検出するようにしたので、充電可能電池14のサイズ、種類、製造メーカに関わらず、状態を検出することができる。 As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, pulse discharge is performed a plurality of times, and the internal resistance is calculated from the voltage and current before and during each pulse discharge. Since the state of the rechargeable battery 14 is detected based on the increase or decrease, the state can be detected regardless of the size, type, and manufacturer of the rechargeable battery 14 .

(M)実測結果
つぎに、本発明の各実施形態による実測結果について説明する。図18に示すように、充電停止期間(イグニッションスイッチが操作されてエンジン17が停止される期間)において対象となる充電可能電池14に対してパルス放電をさせ、充電可能電池14の状態を検出するものとする。なお、それぞれの充電停止期間における充電可能電池14の状態を状態A~状態Cとし、状態AはSOC=40%の状態とし、状態BはSOC=80%の状態とし、状態CはSOC=100%の状態とする。
(M) Actual Measurement Results Next, actual measurement results according to each embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 18, during the charging stop period (the period in which the ignition switch is operated and the engine 17 is stopped), the target rechargeable battery 14 is pulse-discharged, and the state of the rechargeable battery 14 is detected. shall be The state of the rechargeable battery 14 during each charging stop period is referred to as states A to C. State A is a state of SOC=40%, state B is a state of SOC=80%, and state C is a state of SOC=100. %.

図19は、EN(European Norm)規格のサイズ区分LN2の充電可能電池14を図18に示すような充放電サイクルにおいて実測した結果を示している。図19の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は電圧変化(V)を示す。また、図19において、実線の曲線は状態Aにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の短い破線の曲線は状態Bにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の長い破線の曲線は状態Cにおけるパルス放電による電圧変化を示している。 FIG. 19 shows the results of actual measurement of the rechargeable battery 14 of EN (European Norm) standard size class LN2 in charge/discharge cycles as shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 19 indicates time (sec), and the vertical axis indicates voltage change (V). In FIG. 19, the solid curve shows the voltage change due to pulse discharge in state A, the short dashed curve shows the voltage change due to pulse discharge in state B, and the long dashed curve shows the pulse discharge in state C. It shows the voltage change due to discharge.

図20は、図19に示す充電可能電池14の状態と電圧V1-V0との関係を示す図である。図20に示すように、EN規格のサイズ区分LN2の充電可能電池14は、状態A(SOC=40%)から状態B(SOC=80%)に移行する際にはV1-V0(=ΔV)が増加するが、状態Bから状態C(SOC=100%)に移行する際にはV1-V0が減少する。このため、図18に示す充放電区間において充放電の収支がプラス(充電量>放電量)である場合に、電圧V1-V0がマイナスである場合には、充電可能電池14が満充電に近い状態(80%<SOC≦100%の状態)であると判定することができる。 FIG. 20 shows the relationship between the state of rechargeable battery 14 shown in FIG. 19 and voltage V1-V0. As shown in FIG. 20, the rechargeable battery 14 of EN standard size class LN2 has V1-V0 (=ΔV) when transitioning from state A (SOC=40%) to state B (SOC=80%). increases, but V1-V0 decreases when transitioning from state B to state C (SOC=100%). Therefore, when the charge/discharge balance is positive (charge amount>discharge amount) in the charge/discharge section shown in FIG. 18, and the voltage V1-V0 is negative, the rechargeable battery 14 is nearly fully charged It can be determined that it is in a state (state of 80%<SOC≦100%).

つぎに、図21は、EN規格のサイズ区分LN5の充電可能電池14を図18に示すような充放電サイクルにおいて実測した結果を示している。図21の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は電圧変化(V)を示す。また、図21において、実線の曲線は状態Aにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の短い破線の曲線は状態Bにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の長い破線の曲線は状態Cにおけるパルス放電による電圧変化を示している。 Next, FIG. 21 shows the results of actual measurement of the rechargeable battery 14 of EN standard size class LN5 in charge/discharge cycles as shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 21 indicates time (sec), and the vertical axis indicates voltage change (V). Further, in FIG. 21, the solid line curve shows the voltage change due to the pulse discharge in the state A, the short dashed line curve shows the voltage change due to the pulse discharge in the state B, and the long dashed line curve shows the pulse discharge in the state C. It shows the voltage change due to discharge.

図22は、図21に示す充電可能電池14の状態と電圧V1-V0(=ΔV)との関係を示す図である。図22に示すように、EN規格のサイズ区分LN5の充電可能電池14は、状態A(SOC=40%)から状態B(SOC=80%)に移行する際にはV1-V0が増加するが、状態Bから状態C(SOC=100%)に移行する際にはV1-V0が減少する。このため、図18に示す充放電区間において充放電の収支がプラス(充電量>放電量)である場合に、電圧V1-V0がマイナスである場合には、充電可能電池14が満充電に近い状態(80%<SOC≦100%の状態)であると判定することができる。 FIG. 22 shows the relationship between the state of rechargeable battery 14 shown in FIG. 21 and voltage V1-V0 (=ΔV). As shown in FIG. 22, in the EN standard size class LN5 rechargeable battery 14, V1-V0 increases when transitioning from state A (SOC=40%) to state B (SOC=80%). , V1-V0 decreases when transitioning from state B to state C (SOC=100%). Therefore, when the charge/discharge balance is positive (charge amount>discharge amount) in the charge/discharge section shown in FIG. 18, and the voltage V1-V0 is negative, the rechargeable battery 14 is nearly fully charged It can be determined that it is in a state (state of 80%<SOC≦100%).

つぎに、図23は、JIS(Japanese Industrial Standard)規格のバッテリ形式M-42の充電可能電池14(アイドリングストップ用で劣化した充電可能電池)を図18に示すような充放電サイクルにおいて実測した結果を示している。図23の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は電圧変化(V)を示す。また、図23において、実線の曲線は状態Aにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の短い破線の曲線は状態Bにおけるパルス放電による電圧変化を示し、間隔の長い破線の曲線は状態Cにおけるパルス放電による電圧変化を示している。 Next, FIG. 23 shows the result of actual measurement of the rechargeable battery 14 (degraded rechargeable battery for idling stop) of the JIS (Japanese Industrial Standard) standard battery type M-42 in the charge and discharge cycle as shown in FIG. is shown. The horizontal axis of FIG. 23 indicates time (sec), and the vertical axis indicates voltage change (V). Further, in FIG. 23, the solid line curve shows the voltage change due to the pulse discharge in the state A, the short dashed line curve shows the voltage change due to the pulse discharge in the state B, and the long dashed line curve shows the pulse discharge in the state C. It shows the voltage change due to discharge.

図24は、図23に示す充電可能電池14の状態と電圧V1-V0との関係を示す図である。図24に示すように、JIS規格のバッテリ形式M-42の充電可能電池14は、状態A(SOC=40%)から状態B(SOC=80%)に移行する際にはV1-V0が増加するが、状態Bから状態C(SOC=100%)に移行する際にはV1-V0が減少する。このため、図18に示す充放電区間において充放電の収支がプラス(充電量>放電量)である場合に、電圧V1-V0がマイナスである場合には、充電可能電池14が満充電に近い状態(80%<SOC≦100%の状態)であると判定することができる。 FIG. 24 shows the relationship between the state of rechargeable battery 14 shown in FIG. 23 and voltage V1-V0. As shown in FIG. 24, the JIS standard battery type M-42 rechargeable battery 14 increases V1-V0 when transitioning from state A (SOC=40%) to state B (SOC=80%). However, when transitioning from state B to state C (SOC=100%), V1-V0 decreases. Therefore, when the charge/discharge balance is positive (charge amount>discharge amount) in the charge/discharge section shown in FIG. 18, and the voltage V1-V0 is negative, the rechargeable battery 14 is nearly fully charged It can be determined that it is in a state (state of 80%<SOC≦100%).

つぎに、図25は、JIS規格のバッテリ形式M-42の充電可能電池14(アイドリングストップ用で劣化した充電可能電池)を図18に示すような充放電サイクルにおいて内部抵抗を実測した結果を示している。図25の横軸は時間(sec)を示し、縦軸は内部抵抗(mΩ)を示す。また、図25において、実線の曲線は状態Aにおけるパルス放電による内部抵抗の変化を示し、間隔の短い破線の曲線は状態Bにおけるパルス放電による内部抵抗の変化を示し、間隔の長い破線の曲線は状態Cにおけるパルス放電による内部抵抗の変化を示している。 Next, FIG. 25 shows the results of measuring the internal resistance of the JIS standard battery type M-42 rechargeable battery 14 (rechargeable battery deteriorated due to idling stop) in charge and discharge cycles as shown in FIG. ing. The horizontal axis of FIG. 25 indicates time (sec), and the vertical axis indicates internal resistance (mΩ). Further, in FIG. 25, the solid curve shows the change in internal resistance due to pulse discharge in state A, the short dashed curve shows the change in internal resistance due to pulse discharge in state B, and the long dashed curve shows A change in internal resistance due to pulse discharge in state C is shown.

図26は、図25に示す充電可能電池14の状態と内部抵抗との関係を示す図である。図26に示すように、JIS規格のバッテリ形式M-42の充電可能電池14は、状態A(SOC=40%)から状態B(SOC=80%)に移行する際には内部抵抗が減少するが、状態Bから状態C(SOC=100%)に移行する際には内部抵抗が増加する。このため、図18に示す充放電区間において充放電の収支がプラス(充電量>放電量)である場合に、内部抵抗が増加する場合には、充電可能電池14が満充電に近い状態(80%<SOC≦100%の状態)であると判定することができる。 FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the state of rechargeable battery 14 shown in FIG. 25 and the internal resistance. As shown in FIG. 26, the internal resistance of the rechargeable battery 14 of the JIS standard battery type M-42 decreases when transitioning from state A (SOC=40%) to state B (SOC=80%). However, when transitioning from state B to state C (SOC=100%), the internal resistance increases. Therefore, when the charge/discharge balance is positive (charging amount>discharging amount) in the charging/discharging section shown in FIG. %<SOC≦100%).

(C)変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、パルス放電前の電圧V0と、パルス放電中またはパルス放電後の電圧V1等の差分値ΔVに基づいて、充電可能電池14の充電状態を判定するようにしたが、差分値ではなく、例えば、電圧V0,V1の比(例えば、V1/V0)を用いるようにしてもよい。すなわち、請求項中における「変動値」は、差分値だけでなく、比を含むものである。
(C) Description of Modified Embodiment The above-described embodiment is merely an example, and needless to say, the present invention is not limited to the case described above. For example, in each of the above embodiments, the state of charge of the rechargeable battery 14 is determined based on the difference value ΔV between the voltage V0 before pulse discharge and the voltage V1 during or after pulse discharge. , the ratio of the voltages V0 and V1 (for example, V1/V0) may be used instead of the difference value. That is, the "variation value" in the claims includes not only the difference value but also the ratio.

また、以上の各実施形態では、充放電の収支がプラスである場合の差分値ΔVまたは内部抵抗Rの増減によって充電状態を判定するようにしたが、充放電の収支がマイナスである場合の差分値ΔVまたは内部抵抗Rの増減によって充電状態を判定するようにしてもよい。より具体的には、例えば、図5において、充放電の収支がマイナスの場合(SOCが減少する場合)において、差分値ΔVが増加する場合には、80<SOC≦100の範囲に存在すると判断することができる。なお、他の実施形態の場合も同様である。 Further, in each of the above embodiments, the state of charge is determined by the difference value ΔV when the charge/discharge balance is positive or the increase or decrease in the internal resistance R, but the difference when the charge/discharge balance is negative The state of charge may be determined by increasing or decreasing the value ΔV or the internal resistance R. More specifically, for example, in FIG. 5, when the charge/discharge balance is negative (when the SOC decreases), if the difference value ΔV increases, it is determined to be in the range of 80<SOC≦100. can do. The same applies to other embodiments.

また、以上の各実施形態では、充電可能電池14の温度については考慮しないようにしたが、充電可能電池14の電圧は温度によって変化することから、測定した電圧または内部抵抗を基準温度(例えば、25℃)における電圧または内部抵抗に補正し、補正後の電圧または内部抵抗に基づいて状態を判定するようにしてもよい。なお、基準温度に補正する方法としては、温度と電圧または内部抵抗の関係を示す関係式またはテーブルをRAM10cにデータ10caとして格納し、関係式またはテーブルに基づいて補正を行うことができる。 In each of the above embodiments, the temperature of the rechargeable battery 14 is not taken into consideration. 25° C.), and the state may be determined based on the corrected voltage or internal resistance. As a method of correcting to the reference temperature, a relational expression or table indicating the relationship between temperature and voltage or internal resistance is stored in the RAM 10c as data 10ca, and correction can be performed based on the relational expression or table.

また、図6に示すフローチャートは一例であって、本発明がこれらのフローチャートの処理のみに限定されるものではない。 Also, the flowchart shown in FIG. 6 is an example, and the present invention is not limited only to the processing of these flowcharts.

1 充電可能電池状態検出装置
10 制御部
10a CPU
10b ROM
10c RAM
10d 通信部
10e I/F
11 電圧センサ
12 電流センサ
13 温度センサ
14 充電可能電池
15 放電回路
16 オルタネータ
17 エンジン
18 スタータモータ
19 負荷
1 Rechargeable Battery State Detector 10 Control Unit 10a CPU
10b ROM
10c RAM
10d communication unit 10e I/F
11 voltage sensor 12 current sensor 13 temperature sensor 14 rechargeable battery 15 discharge circuit 16 alternator 17 engine 18 starter motor 19 load

Claims (3)

充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出装置において、
前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御手段と、
前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、パルス放電におけるパルス電流停止後の所定時間が経過した時点における前記充電可能電池の電圧との差分値を検出する検出手段と、
前記受信手段によって受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定手段と、
前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出手段がそれぞれ検出した第1差分値と第2差分値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定し、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が小さいとき、または、前記判定手段によって前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出手段によって検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が大きいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定する推定手段と、
前記推定手段の推定結果を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出装置。
In a rechargeable battery state detection device that detects the state of a rechargeable battery,
a control means for supplying a control signal to a discharge circuit for discharging the rechargeable battery to pulse-discharge the rechargeable battery;
Receiving means for receiving a voltage signal from a voltage sensor that detects the terminal voltage of the rechargeable battery and a current signal from a current sensor that detects the charge/discharge current of the rechargeable battery;
With reference to the voltage signal received by the receiving means, the voltage before pulse discharge of the rechargeable battery by the discharge circuit and the voltage of the rechargeable battery after a predetermined time has passed after the pulse current is stopped in the pulse discharge. a detection means for detecting a difference value from the voltage of
determining means for determining whether the rechargeable battery has been charged or discharged between a first point in time and a second subsequent point in time with reference to the current signal received by the receiving means;
Judgment results of charge/discharge of the rechargeable battery between the first time point and the second time point, and a first difference value and a second difference value respectively detected by the detecting means at the first time point and the second time point and, if the determining means determines that the rechargeable battery is charged between the first time point and the second time point, the detecting means or the determination means determines that the rechargeable battery is discharged between the first time point and the second time point estimating means for determining that the rechargeable battery is in a nearly fully charged state when the second difference value detected by the detecting means is larger than the first difference value detected by the detecting means;
an output means for outputting an estimation result of the estimation means;
A rechargeable battery state detection device comprising:
前記制御手段は、前記放電回路にパルス放電を複数回実行させ、
前記検出手段は、前記電圧の差分値の変化がより大きくなるように、複数回のパルス放電の放電前と、2回目以降のパルス放電のパルス電流停止後の所定時間が経過した時点における前記充電可能電池の電圧との差分値を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電可能電池状態検出装置。
The control means causes the discharge circuit to perform pulse discharge a plurality of times,
The detecting means detects the charging voltage before the discharge of the plurality of pulse discharges and at the time when a predetermined time has passed after the pulse current of the second and subsequent pulse discharges is stopped so that the change in the difference value of the voltage becomes larger. Detecting the difference value with the voltage of the possible battery,
2. The rechargeable battery state detection device according to claim 1, wherein:
充電可能電池の状態を検出する充電可能電池状態検出方法において、
前記充電可能電池を放電させる放電回路に対して制御信号を供給して前記充電可能電池をパルス放電させる制御ステップと、
前記充電可能電池の端子電圧を検出する電圧センサからの電圧信号と、前記充電可能電池の充放電電流を検出する電流センサからの電流信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された前記電圧信号を参照し、前記放電回路によって前記充電可能電池をパルス放電する前の電圧と、パルス放電におけるパルス電流停止後の所定時間が経過した時点における前記充電可能電池の電圧との差分値を検出する検出ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された前記電流信号を参照し、第1時点とその後の第2時点の間において前記充電可能電池が充電されたかまたは放電されたかを判定する判定ステップと、
前記第1時点から前記第2時点の間における前記充電可能電池の充放電の判定結果と、前記第1時点および前記第2時点において前記検出ステップでそれぞれ検出した第1差分値と第2差分値と、に基づいて前記充電可能電池の充電状態を推定し、前記判定ステップにおいて前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が充電されていると判定された場合に前記検出ステップで検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が小さいとき、または、前記判定ステップで前記第1時点から前記第2時点の間に前記充電可能電池が放電されていると判定された場合に前記検出ステップで検出された前記第1差分値よりも前記第2差分値が大きいときは、前記充電可能電池が満充電に近い状態であると判定する推定ステップと、
前記推定ステップの推定結果を出力する出力ステップと、
を有することを特徴とする充電可能電池状態検出方法。
In a rechargeable battery state detection method for detecting a state of a rechargeable battery,
a control step of supplying a control signal to a discharge circuit for discharging the rechargeable battery to pulse discharge the rechargeable battery;
a receiving step of receiving a voltage signal from a voltage sensor that detects a terminal voltage of the rechargeable battery and a current signal from a current sensor that detects a charge/discharge current of the rechargeable battery;
With reference to the voltage signal received in the receiving step, the voltage before pulse discharging the rechargeable battery by the discharge circuit and the rechargeable battery at the time when a predetermined time has passed after the pulse current is stopped in the pulse discharging. a detection step of detecting a difference value from the voltage of
determining with reference to the current signal received in the receiving step whether the rechargeable battery has been charged or discharged between a first time point and a second time point thereafter;
determination result of charging/discharging of the rechargeable battery between the first time point and the second time point; and, if it is determined in the determining step that the rechargeable battery is charged between the first time point and the second time point, the detecting step or when the second difference value is smaller than the first difference value detected in the step of determining, it is determined that the rechargeable battery is discharged between the first time point and the second time point in the determining step. an estimating step of determining that the rechargeable battery is in a nearly fully charged state when the second difference value is greater than the first difference value detected in the detecting step;
an output step of outputting an estimation result of the estimation step;
A rechargeable battery state detection method, comprising:
JP2018210125A 2018-11-07 2018-11-07 Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method Active JP7254482B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018210125A JP7254482B2 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018210125A JP7254482B2 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020078179A JP2020078179A (en) 2020-05-21
JP7254482B2 true JP7254482B2 (en) 2023-04-10

Family

ID=70725177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018210125A Active JP7254482B2 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7254482B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102887324B1 (en) 2020-11-25 2025-11-14 주식회사 엘지에너지솔루션 Apparatus and method for managing battery
KR20230037096A (en) 2021-09-08 2023-03-16 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery exchanging apparatus, apparatus and method for diagnosing battery states and system using the same
KR102927733B1 (en) * 2023-07-27 2026-02-12 주식회사 엘지에너지솔루션 Method and apparatus for charging battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004056945A (en) 2002-07-22 2004-02-19 Nippon Soken Inc Charge state detection device, program thereof, charge state detection method, charge / discharge control device
JP2010008133A (en) 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Corp Portable charger, and deterioration diagnosis method of secondary battery used therefor
JP2012141258A (en) 2011-01-06 2012-07-26 Furukawa Electric Co Ltd:The Lead-acid battery state detection device and lead-acid battery state detection method
JP2016091830A (en) 2014-11-05 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 Cell system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004056945A (en) 2002-07-22 2004-02-19 Nippon Soken Inc Charge state detection device, program thereof, charge state detection method, charge / discharge control device
JP2010008133A (en) 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Corp Portable charger, and deterioration diagnosis method of secondary battery used therefor
JP2012141258A (en) 2011-01-06 2012-07-26 Furukawa Electric Co Ltd:The Lead-acid battery state detection device and lead-acid battery state detection method
JP2016091830A (en) 2014-11-05 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 Cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020078179A (en) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11796600B2 (en) Chargeable battery abnormality detection apparatus and chargeable battery abnormality detection method
US11163010B2 (en) Secondary battery deterioration estimation device and secondary battery deterioration estimation method
JP6490414B2 (en) Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method
CN100498365C (en) Calculation device calculating available capacity of secondary battery and method of calculating the same
EP3518376B1 (en) Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method
JP6200359B2 (en) Secondary battery internal temperature estimation device and secondary battery internal temperature estimation method
US20190033392A1 (en) Device for estimating degradation of secondary cell, and method for estimating degradation of secondary cell
WO2019058613A1 (en) Rechargeable battery short circuit prediction device and rechargeable battery short circuit prediction method
CN106154176A (en) Battery SOC detection method and device
US12085619B2 (en) Method for estimating battery state of charge and battery management system applying the same
JP2012189373A (en) Secondary battery condition detection device and secondary battery condition detection method
JP7254482B2 (en) Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method
JP2000002758A (en) Battery maximum input / output power estimation device
JP2003243048A (en) Deterioration determination method for secondary batteries
JP5554310B2 (en) Internal resistance measuring device and internal resistance measuring method
JP2014109535A (en) Internal resistance estimation device, charging apparatus, discharging apparatus, and internal resistance estimation method
JP4652627B2 (en) Vehicle equipped with storage battery, vehicle having idling stop function, state determination device for storage battery mounted on vehicle having idling stop function, and method thereof
JP5562195B2 (en) Charge control device
JP5566926B2 (en) Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method
JP2002308026A (en) Method and apparatus for checking remaining capacity of storage battery
CN111487551A (en) Evaluation method of secondary battery, evaluation apparatus and power supply system of secondary battery
JP7269147B2 (en) Rechargeable battery status detection device and rechargeable battery status detection method

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20200117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200302

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220628

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221007

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230224

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20230224

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230303

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20230307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230329

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7254482

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151