JP7484615B2 - 車両用電池の状態検出方法及び検出制御装置 - Google Patents
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Description
入射光に対して反射光を生じその反射光の波長が形状変化及び温度変化に応じて変化する光学センサを有し、該光学センサが上記電池セルの温度及び歪みを検出すべき検出部位に固着された光ファイバと、
上記波長を測定する波長測定器と、
上記車両の外気温を測定する外気温センサとを備え、
上記車両の上記電池セルを使用しない駐車時に上記波長及び上記外気温を測定するステップと、
上記駐車時に測定した上記波長と上記外気温とに基いて、上記検出部位の温度補償歪みを求めるステップと、
上記電池セルの使用時に、上記波長測定器によって上記反射光の波長を測定するステップと、
上記電池セルの使用時に測定した上記波長と上記温度補償歪みに基づいて、上記検出部位の歪み補償温度を求めるステップとを備えていることを特徴とする。
入射光に対して反射光を生じその反射光の波長が形状変化及び温度変化に応じて変化する光学センサを有し、該光学センサが上記電池セルの温度及び歪みを検出すべき検出部位に固着された光ファイバと、
上記光ファイバに光を入射する光源と、
上記波長を測定する波長測定器と、
上記車両の外気温を測定する外気温センサと、
上記波長及び上記外気温に基いて上記検出部位の温度及び歪みを求める演算装置とを備え、
上記演算装置は、上記車両の上記電池セルを使用しない駐車時に、上記波長測定器によって測定される上記波長及び上記外気温センサによって測定される外気温を取得し、この波長と外気温とに基いて、上記検出部位の温度補償歪みを求め、上記電池セルの使用時に、上記波長測定器によって測定される上記波長を取得し、この波長と上記温度補償歪みに基づいて、上記検出部位の歪み補償温度を求めることを特徴とする。
上記電池セルは六面体状の角型セルであり、
上記電池セルの六面のうちの少なくとも1つの面に沿って延びる電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記電池セルの六面のうちの最も広い面の中央領域と該中央領域に比べて上記冷媒通路から遠い領域の各々に上記検出部位が設けられ、これら検出部位に上記光学センサが設けられる。
上記電池セルの互いに逆向きになった面の各々に沿って延びる2本の電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記光ファイバは、上記電池セルの上記両冷媒通路の一方側から他方側にわたるように広がった面に、当該両冷媒通路の一方側から他方側に向かって延びるように配設された部分を有し、この部分に複数の上記光学センサが間隔をおいて設けられる。
本実施形態では、光ファイバ4は、冷媒通路2,3の一方側から他方側にわたって広がった各電池セル1の面積が最も広い面である前面1a(後面1bであってもよい)に取付けられている。光ファイバ4は、1つの電池セル1の前面1aにおいては、冷媒通路2,3の一方側と他方側を往復するように、前面1aの一方の側縁から他方の側縁に向かってジグザグに(サインカーブ状に)延びている。
光学センサ6による反射光のブラッグ波長はその光学センサ6の温度と歪みに応じて変化する。すなわち、光学センサ6に外力が加わったり温度が変化すると、回折格子の間隔 が変わり、その結果、ブラッグ波長が変化する。従って、このブラッグ波長の変化をみることによって、電池セル1における光学センサ6が固着された検出部位7の温度と歪みを検出することができる。
演算装置14は、マイクロコンピュータ及びメモリ(例えば、EEPROM、フラッシュメモリ)を備える。メモリには、図2に示すブラッグ波長の温度依存性データ(波長-温度マップ)及び図3に示すブラッグ波長の歪みによるシフトに関するデータ(波長シフト-歪みマップ)が含まれる。波長-温度マップは、光学センサ6の温度変化に応じてブラッグ波長が変化することから、両者の対応関係を予め実験的に求めて電子的に格納したマップである。波長シフト-歪みマップは、光学センサ6の歪みに応じてブラッグ波長がシフトすることから、両者の対応関係を予め実験的に求めて電子的に格納したマップである。
演算装置14は、車両の電池セル1を使用しない駐車時に、波長測定器11によって測定される各光学センサ6によるブラッグ波長λ’及び外気温センサ15によって測定される車両の外気温Tを取得する。但し、ブラッグ波長λ’及び外気温Tは、駐車開始から電池セル1の温度が外気温と等しくなる所定時間(本実施形態は3時間)を経過した後に測定する。
演算装置14は、車両の電池セル1を使用する走行中に歪み補償温度T1を演算する。まず、各検出部位7の温度補償歪みεの前回値ε1に基いて波長シフト-歪みマップ(図3)から歪みε1に対応する波長シフトΔλ1を導出する。各検出部位7の光学センサ6によって得られるブラッド波長λ2から波長シフトΔλ1を減算し、その減算補正後の波長λ3に基づいて波長-温度マップ(図2)から各検出部位7の歪み補償温度T1を導出する。
光学センサ6を電池セル1の検出部位7に固着したとき、光学センサ6に負荷がかかってその歪みを生ずることがある。その場合、その歪みが波長測定器11による測定値に反映されるため、演算装置14によって得られる温度補償歪みε及び歪み補償温度T1に当該歪み分の誤差を生ずる。
図4に演算装置14による温度補償歪み演算処理の流れを示す。スタート後のステップS1において、車両の駐車時間が3時間を経過したか否かが判別される。駐車時間が3時間を越えるときはステップS2に進んで、外気温センサ15から外気温情報(外気温T)を取得する。続くステップS3において、各検出部位7の光学センサ6によって反射されるブラッド波長λ’を波長測定器11で測定して取得する。続くステップS4において、そのブラッド波長λ’に基いて波長-温度マップ(図2)から波長対応温度T’を導出する。続くステップS5において、その波長対応温度T’と外気温Tの温度差ΔT(=T’-T)に基いて波長-温度マップ(図2)から波長シフトΔλを導出する。続くステップS6において、その波長シフトΔλに基づいて波長シフト-歪みマップ(図3)から各検出部位7の温度補償歪みεを導出する。
2 冷媒通路
3 冷媒通路
4 光ファイバ
5 光源
6 光学センサ
7 検出部位
11 波長測定器
14 演算装置
15 外気温センサ
Claims (11)
- 車両に搭載された電池セルの温度及び歪みを検出する車両用電池の状態検出方法であって、
入射光に対して反射光を生じその反射光の波長が形状変化及び温度変化に応じて変化する光学センサを有し、該光学センサが上記電池セルの温度及び歪みを検出すべき検出部位に固着された光ファイバと、
上記波長を測定する波長測定器と、
上記車両の外気温を測定する外気温センサとを備え、
上記車両の上記電池セルを使用しない駐車時に上記波長及び上記外気温を測定するステップと、
上記駐車時に測定した上記波長と上記外気温とに基いて、上記検出部位の温度補償歪みを求めるステップと、
上記電池セルの使用時に、上記波長測定器によって上記反射光の波長を測定するステップと、
上記使用時に測定した上記波長と上記温度補償歪みに基づいて、上記検出部位の歪み補償温度を求めるステップとを備えていることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項1において、
上記光学センサによる反射光の波長の温度依存性データを備え、
上記温度補償歪みを求めるステップでは、上記温度依存性データに基づいて、上記駐車時に測定された上記波長に対応する温度を求め、該温度と上記駐車時に測定された外気温との温度差に対応する波長シフト量から上記温度補償歪みを求めることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項2において、
上記光学センサを上記電池セルの上記検出部位に固着した後、上記電池セルの最初の使用を開始する前に上記波長及び外気温を測定し、上記温度依存性データに基いて当該波長に対応する温度を求め、この温度が上記外気温に一致するように、上記温度依存性データを修正するデータ修正ステップを備え、この修正した温度依存性データを用いて上記温度補償歪みを求めることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項2又は請求項3において、
上記歪み補償温度を求めるステップでは、上記電池セルの使用時に検出された上記波長から上記温度補償歪みの前回値に対応する波長シフト量を減算し、この減算後の波長から上記温度依存性データに基づいて歪み補償温度を求めることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
上記電池セルは六面体状の角型セルであり、
上記電池セルの六面のうちの少なくとも1つの面に沿って延びる電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記電池セルの六面のうちの最も広い面の中央領域と該中央領域に比べて上記冷媒通路から遠い領域の各々に上記検出部位が設けられ、これら検出部位に上記光学センサが設けられることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
上記電池セルの互いに逆向きになった面の各々に沿って延びる2本の電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記光ファイバは、上記電池セルの上記両冷媒通路の一方側から他方側にわたるように広がった面に、当該両冷媒通路の一方側から他方側に向かって延びるように配設された部分を有し、この部分に複数の上記光学センサが間隔をおいて設けられることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 車両に搭載された電池セルの温度及び歪みを検出する車両用電池の状態検出制御装置であって、
入射光に対して反射光を生じその反射光の波長が形状変化及び温度変化に応じて変化する光学センサを有し、該光学センサが上記電池セルの温度及び歪みを検出すべき検出部位に固着された光ファイバと、
上記光ファイバに光を入射する光源と、
上記波長を測定する波長測定器と、
上記車両の外気温を測定する外気温センサと、
上記波長及び上記外気温に基いて上記検出部位の温度及び歪みを求める演算装置とを備え、
上記演算装置は、上記車両の上記電池セルを使用しない駐車時に、上記波長測定器によって測定される上記波長及び上記外気温センサによって測定される外気温を取得し、この波長と外気温とに基いて、上記検出部位の温度補償歪みを求め、上記電池セルの使用時に、上記波長測定器によって測定される上記波長を取得し、この波長と上記温度補償歪みに基づいて、上記検出部位の歪み補償温度を求めることを特徴とする車両用電池の状態検出制御装置。 - 請求項7において、
上記演算装置は、上記光学センサによる反射光の波長の温度依存性データを備え、上記温度依存性データに基づいて、上記駐車時に測定された上記波長に対応する温度を求め、該温度と上記駐車時に測定された外気温との温度差に対応する波長シフト量から上記温度補償歪みを求めることを特徴とする車両用電池の状態検出方法。 - 請求項8において、
上記演算装置は、上記電池セルの使用時に測定された上記波長から上記温度補償歪みの前回値に対応する波長シフト量を減算し、この減算後の波長から上記温度依存性データに基づいて歪み補償温度を求めることを特徴とする車両用電池の状態検出制御装置。 - 請求項7乃至請求項9のいずれか一において、
上記電池セルは六面体状の角型セルであり、
上記電池セルの六面のうちの少なくとも1つの面に沿って延びる電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記電池セルの六面のうちの最も広い面の中央領域と該中央領域に比べて上記冷媒通路から遠い領域の各々に上記検出部位が設けられ、これら検出部位に上記光学センサが設けられることを特徴とする車両用電池の状態検出制御装置。 - 請求項7乃至請求項10のいずれか一において、
上記電池セルの互いに逆向きになった面の各々に沿って延びる2本の電池セル冷却用の冷媒通路を備え、
上記光ファイバは、上記電池セルの上記両冷媒通路の一方側から他方側にわたるように広がった面に、当該両冷媒通路の一方側から他方側に向かって延びるように配設された部分を有し、この部分に複数の上記光学センサが間隔をおいて設けられることを特徴とする車両用電池の状態検出制御装置。
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| JP2020159293A JP7484615B2 (ja) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 車両用電池の状態検出方法及び検出制御装置 |
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