JP2010066229A - Device and method for detecting failure of battery - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリの故障を検出し、分類することができるバッテリの故障検出装置およびバッテリの故障検出方法を提供する。
【解決手段】バッテリの故障検出装置は、バッテリ100の満充電容量を検出する満充電容量検出部510と、バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部520と、バッテリ劣化判定部530とを含む。バッテリ100は、リチウムイオンバッテリである。バッテリ劣化判定部530は、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大した場合に、バッテリ100の故障が摩耗劣化によるものであると判定し、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大していない場合には、バッテリの故障が析出劣化によるものであると判定する。
【選択図】図1A battery failure detection apparatus and a battery failure detection method capable of detecting and classifying a battery failure are provided.
A battery failure detection apparatus includes a full charge capacity detection unit 510 that detects a full charge capacity of a battery 100, an internal resistance detection unit 520 that detects an internal resistance of the battery, and a battery deterioration determination unit 530. . The battery 100 is a lithium ion battery. When the full charge capacity decreases and the internal resistance increases, the battery deterioration determination unit 530 determines that the failure of the battery 100 is due to wear deterioration, and the full charge capacity decreases and the internal resistance increases. If not, it is determined that the battery failure is due to deposition degradation.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、バッテリの故障検出装置およびバッテリの故障検出方法に関し、特に、バッテリの故障を分類することができるバッテリの故障検出装置およびバッテリの故障検出方法に関する。 The present invention relates to a battery failure detection device and a battery failure detection method, and more particularly to a battery failure detection device and a battery failure detection method capable of classifying battery failures.
充電と放電が可能な二次電池は、小容量の近年携帯型機器用から電気自動車、ハイブリッド自動車などの大容量のものまで、益々重要になってきている。 Rechargeable and rechargeable secondary batteries have become increasingly important in recent years from small capacities for portable devices to large capacities such as electric vehicles and hybrid vehicles.
かかる二次電池の寿命は有限であり、使用するにつれて性能が劣化する。したがって、二次電池の劣化が発生したらそれを検出して、交換等の必要な措置をとることが好ましい。 The life of such secondary batteries is finite, and the performance deteriorates with use. Therefore, it is preferable to detect any deterioration of the secondary battery and take necessary measures such as replacement.
特開平9−17458号公報(特許文献1)は、充電式リチウム電池の微小短絡検出法を開示している。この検出法では、電流を制御した充電時に予め設定しておいた時間での端子電圧が所定の電圧よりも小になることを検出することを特徴とする。
バッテリの充放電制御にはバッテリの満充電容量や内部抵抗等のパラメータの情報が必要である。そしてこれらのパラメータは一定ではなく、バッテリの使用条件などによって変化する。そしてパラメータとして、バッテリの充放電電流や端子間電圧などから推定された値が用いられている。 Battery charge / discharge control requires information on parameters such as the full charge capacity and internal resistance of the battery. These parameters are not constant and change depending on the use conditions of the battery. As parameters, values estimated from the charge / discharge current of the battery, the voltage between terminals, and the like are used.
バッテリの制御にもともと必要なこれらのパラメータを観測することによって、バッテリの故障が発見できれば好ましい。満充電容量の減少はバッテリの劣化に起因するが、劣化にもいくつかの分類があり、どのような劣化かによってその対処も変える必要もある。 It is preferable if a failure of the battery can be found by observing these parameters necessary for the control of the battery. Although the decrease in the full charge capacity is caused by the deterioration of the battery, there are some classifications of the deterioration, and the countermeasures need to be changed depending on the kind of deterioration.
この発明の目的は、バッテリの故障を検出し、分類することができるバッテリの故障検出装置およびバッテリの故障検出方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a battery failure detection device and a battery failure detection method capable of detecting and classifying a battery failure.
この発明は、要約すると、バッテリの故障検出装置であって、バッテリの満充電容量を検出する満充電容量検出部と、バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、満充電容量および内部抵抗に基づいて、バッテリの故障が摩耗劣化によるものであるか析出劣化によるものであるかを判定するバッテリ劣化判定部とを含む。 In summary, the present invention is a battery failure detection apparatus, which is a full charge capacity detection unit that detects a full charge capacity of a battery, an internal resistance detection unit that detects an internal resistance of the battery, a full charge capacity, and an internal resistance. And a battery deterioration determination unit that determines whether the failure of the battery is due to wear deterioration or precipitation deterioration.
好ましくは、バッテリは、リチウムイオンバッテリである。
より好ましくは、バッテリ劣化判定部は、満充電容量検出部が検出した満充電容量が減少し、かつ内部抵抗検出部が検出した内部抵抗が増大した場合に、バッテリの故障が摩耗劣化によるものであると判定し、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大していない場合には、バッテリの故障が析出劣化によるものであると判定する。
Preferably, the battery is a lithium ion battery.
More preferably, the battery deterioration determination unit is configured such that when the full charge capacity detected by the full charge capacity detection unit decreases and the internal resistance detected by the internal resistance detection unit increases, the battery failure is caused by wear deterioration. If it is determined that the full charge capacity has decreased and the internal resistance has not increased, it is determined that the failure of the battery is due to deposition degradation.
この発明は、他の局面では、バッテリの故障検出方法であって、バッテリの満充電容量を検出するステップと、バッテリの内部抵抗を検出するステップと、満充電容量および内部抵抗に基づいて、バッテリの故障が摩耗劣化によるものであるか析出劣化によるものであるかを判定するステップとを含む。 In another aspect, the present invention provides a battery failure detection method comprising: detecting a full charge capacity of a battery; detecting an internal resistance of the battery; and a battery based on the full charge capacity and the internal resistance. Determining whether the failure is due to wear deterioration or precipitation deterioration.
好ましくは、バッテリは、リチウムイオンバッテリである。
より好ましくは、判定するステップは、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大した場合に、バッテリの故障が摩耗劣化によるものであると判定し、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大していない場合には、バッテリの故障が析出劣化によるものであると判定する。
Preferably, the battery is a lithium ion battery.
More preferably, the step of determining determines that the failure of the battery is due to wear deterioration when the full charge capacity decreases and the internal resistance increases, the full charge capacity decreases, and the internal resistance decreases. If not increased, it is determined that the battery failure is due to deposition degradation.
本発明によれば、バッテリの故障を分類することができるので、分類に応じた適切な処置を行なうことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to classify battery failures, so that it is possible to perform appropriate measures according to the classification.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1は、本願発明が適用される車両の構成を示す図である。なお、車両を例示するが、車両以外にも、バッテリを使用するものであれば、種々の装置に本願発明を適用することができる。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle to which the present invention is applied. In addition, although a vehicle is illustrated, if this invention uses a battery other than a vehicle, this invention can be applied to various apparatuses.
図1に示すように、本実施の形態に係るバッテリの故障検出装置を搭載した車両は、バッテリ100とPCU(Power Control Unit)200と、走行用モータ300と、ECU(Electronic Control Unit)400とを含む。この車両は、走行用モータ300の駆動力により走行する電気自動車である。なお、電気自動車の代わりに、エンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車や、燃料電池を搭載した燃料電池車であってもよい。
As shown in FIG. 1, a vehicle equipped with the battery failure detection apparatus according to the present embodiment includes a
バッテリ100は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。PCU200は、バッテリ100から供給された直流電力を、交流電力に変換し、走行用モータ300に供給する。車両の回生制動時には、走行用モータ300が発電した交流電力を、直流電力に変換し、変換された直流電流により、バッテリ100が充電される。なお、PCU200は、バッテリ100から供給された電力の電圧値を昇圧したり、走行用モータ300が発電した電力の電圧値を降圧したりするDC/DCコンバータを含んでもよい。
The
走行用モータ300は、三相交流モータである。走行用モータ300は、バッテリ100に蓄えられた電力により駆動され、車両を走行させる。車両の回生制動時には、車輪(図示せず)により走行用モータ300が駆動され、走行用モータ300が発電機として作動する。これにより走行用モータ300は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。走行用モータ300により発電された電力は、PCU200を介してバッテリ100に蓄えられる。
Traveling
ECU400は、車両の運転状態や、アクセル開度、アクセル開度の変化率、シフトポジション、バッテリ100のSOCおよびROM(Read Only Memory)に保存されたマップを用いて所定のプログラムを実行する。これにより、ECU400は、車両が所望の運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。好ましくは、ECU400は、単数あるいは複数のマイクロコンピュータを含んで構成される。
The ECU 400 executes a predetermined program using a map stored in the driving state of the vehicle, the accelerator opening, the rate of change of the accelerator opening, the shift position, the SOC of the
ECU400には、バッテリ100の端子間電圧である充放電電圧VMを検出する電圧センサ410と、充放電電流IMを検出する電流センサ412と、バッテリ温度TMを検出するバッテリ温度センサ414とが接続されている。バッテリ温度センサ414は、好ましくは複数個(たとえば3箇所)に設けられる。車両は、車両の環境温度を検出する環境温度センサ415をさらに含む。環境温度センサ415も、ECU400に接続されている。
本実施の形態のバッテリの故障検出装置として動作するECU400は、バッテリ100の満充電容量を検出する満充電容量検出部510と、バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部520と、満充電容量および内部抵抗に基づいて、バッテリの故障が摩耗劣化によるものであるか析出劣化によるものであるかを判定するバッテリ劣化判定部530とを含む。
ECU 400 operating as the battery failure detection device of the present embodiment includes a full charge
析出劣化とは、リチウムイオン電池で、低温時にハイレートで充電が断続的に行なわれた時、負極表面上にリチウムイオンが析出する現象によって起こる劣化である。一方、磨耗劣化とは、通常の電池使用に伴う劣化であり、その原因は、活物質の微粉化、電極界面での皮膜生成などである。磨耗劣化すると、バッテリの満充電容量が減少し、内部抵抗が上昇する。 Deposition deterioration is deterioration caused by a phenomenon in which lithium ions are deposited on the negative electrode surface when charging is intermittently performed at a high rate at a low temperature in a lithium ion battery. On the other hand, the wear deterioration is deterioration accompanying normal battery use, and the cause thereof is pulverization of the active material, film formation at the electrode interface, and the like. As the wear deteriorates, the full charge capacity of the battery decreases and the internal resistance increases.
好ましくは、バッテリ100は、リチウムイオンバッテリである。
より好ましくは、バッテリ劣化判定部530は、満充電容量検出部510が検出した満充電容量が減少し、かつ内部抵抗検出部520が検出した内部抵抗が増大した場合に、バッテリ100の故障が摩耗劣化によるものであると判定し、満充電容量が減少し、かつ内部抵抗が増大していない場合には、バッテリの故障が析出劣化によるものであると判定する。
Preferably,
More preferably, the battery
図2は、バッテリの故障を分類する処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。 FIG. 2 is a flowchart for explaining processing for classifying battery failures. The processing of this flowchart is called up and executed every time a predetermined time elapses or a predetermined condition is satisfied from a predetermined main routine.
図2を参照して、ECU400は、まずステップS1において満充電容量の検出を行なう。満充電容量の検出については、後に図3〜図5を用いて説明する。そして、ステップS2において満充電容量が前回測定時よりも減少していなければ、バッテリの劣化は発生していないと判断して、ステップS7に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。 Referring to FIG. 2, ECU 400 first detects the full charge capacity in step S1. The detection of the full charge capacity will be described later with reference to FIGS. If the full charge capacity has not decreased from the previous measurement in step S2, it is determined that the battery has not deteriorated, the process proceeds to step S7, and the control is moved to the main routine.
ステップS2において、満充電容量の減少が検出された場合には、ステップS3に処理が進み、ECU400はバッテリの内部抵抗の検出を行なう。内部抵抗の検出については、後に図6〜図11を用いて説明する。そして、ステップS4において、バッテリの内部抵抗が前回測定時よりも増大していなければ、ステップS6に処理が進みバッテリの劣化は析出劣化であると判定される。一方、ステップS4において、バッテリの内部抵抗が増大したことが検出されれば、ステップS5に処理が進み、バッテリの劣化は磨耗劣化であると判定される。
If a decrease in full charge capacity is detected in step S2, the process proceeds to step S3, and
ステップS5、S6のいずれかで判定された劣化の種別は、ECU400の内部または外部の記憶装置に記憶され、修理工場や販売店などで記憶装置から読み出され修理のために役立てられる。または、ECU400が、劣化の種別を警告ランプや画面などの報知装置で運転者に報知しても良い。なお、磨耗劣化よりも修理の必要性の緊急度が高い析出劣化であると判定された場合にのみ警告ランプなどの報知装置で運転者に修理の必要性を知らせる等しても良い。
The type of deterioration determined in either step S5 or S6 is stored in a storage device inside or outside the
ステップS5、S6のいずれかの処理が終了すると、ステップS7に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。 When either step S5 or S6 is completed, the process proceeds to step S7, and control is transferred to the main routine.
以下、ステップS1で実行される満充電容量の検出について、図3〜図5を用いて説明する。 Hereinafter, detection of the full charge capacity executed in step S1 will be described with reference to FIGS.
図3は、電流および電圧から開路電圧(OCV)を推定する方法を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method of estimating an open circuit voltage (OCV) from current and voltage.
図1、図3を参照して、ECU400は、バッテリ100の充放電中、例えば車両の走行中に電圧センサ410で測定された充放電電圧VMおよび電流センサ412で測定された充放電電流IMを取得し、測定値VM,IMの関係から開路電圧OCVを推定する。
Referring to FIGS. 1 and 3,
開路電圧OCVの推定は、所定の期間Yごとに実行される。期間YにおけるOCVの推定は、期間Yに取得されECU400の内部のメモリ等に記憶されていた複数組の測定値VM,IMに基づいて行なわれる。
The estimation of the open circuit voltage OCV is executed every predetermined period Y. The estimation of the OCV in the period Y is performed based on a plurality of sets of measured values VM and IM acquired in the period Y and stored in the internal memory of the
一例として、図3に示すように、複数組の測定値VM,IMに基づいて最小二乗法等によって求められた一次関数式(直線)の□印(白抜き四角形)の切片を推定OCVとして得ることができる。推定された開路電圧OCVは、バッテリの充電状態(SOC)を求めるために使用される。かかる直線近似においては、推定精度を向上させるため、電圧と電流の組を3組以上用いて開路電圧OCVを推定することが好ましい。 As an example, as shown in FIG. 3, an intercept of a □ (white square) of a linear function expression (straight line) obtained by a least square method or the like based on a plurality of sets of measurement values VM and IM is obtained as an estimated OCV. be able to. The estimated open circuit voltage OCV is used to determine the state of charge (SOC) of the battery. In such linear approximation, it is preferable to estimate the open circuit voltage OCV using three or more sets of voltage and current in order to improve the estimation accuracy.
図4は、開路電圧から充電状態(SOC)を推定する方法を説明するための図である。
図4を参照して、予め、開路電圧OCV(V)に対応する充電状態SOC(%)がECU400の内部にマップとして保持されている。新品も劣化品も図4に示すような同一のマップを使用することができる。開路電圧OCVが増加すると充電状態SOCも増加する。図3で得られた推定OCVをOCV1とすると、マップを参照することにより、OCV1に対応する充電状態SOCであるSOC1を得ることができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of estimating the state of charge (SOC) from the open circuit voltage.
Referring to FIG. 4, charge state SOC (%) corresponding to open circuit voltage OCV (V) is held in advance in
このように、図2に示したフローチャートが実行される度に、充電状態SOCが得られ、一時的にECU400の内部メモリに記憶される。車両が走行中にA地点からB地点に移動した場合、次式(1)に示すように、前回A地点で実行時に記憶された充電状態SOCAと、今回B地点において得られた充電状態SOCBの差であるΔSOCを求める。
ΔSOC=SOCB−SOCA … (1)
そして、次式(2)によって、満充電容量Qが算出される。ここで、積算容量SIは、充放電電流IMの積分値(積算値)として検出することが可能である。
Q(Ah)=SI(Ah)/ΔSOC(%)×100 … (2)
このようにして図2に示したフローチャートが実行される度に、満充電容量Qが得られ、一時的にECU400の内部メモリに記憶される。
Thus, each time the flowchart shown in FIG. 2 is executed, the state of charge SOC is obtained and temporarily stored in the internal memory of
ΔSOC = SOCB−SOCA (1)
Then, the full charge capacity Q is calculated by the following equation (2). Here, the integrated capacity SI can be detected as an integrated value (integrated value) of the charge / discharge current IM.
Q (Ah) = SI (Ah) / ΔSOC (%) × 100 (2)
Thus, every time the flowchart shown in FIG. 2 is executed, the full charge capacity Q is obtained and temporarily stored in the internal memory of the
図5は、満充電容量の減少について説明するための図である。
図5を参照して、満充電容量がたとえば前回12(Ah)であると算出されたが、今回6(Ah)と算出された場合には、満充電容量が減少したと判断される。
FIG. 5 is a diagram for explaining a decrease in the full charge capacity.
Referring to FIG. 5, the full charge capacity is calculated to be, for example, 12 (Ah) last time, but when it is calculated to be 6 (Ah) this time, it is determined that the full charge capacity has decreased.
たとえば、次式(3)に示すように、前回実行時に記憶された充電状態QAと、今回得られた充電状態QBの差であるΔQを求める。
ΔQ=QB−QA … (3)
そして、図2のステップS2において、ΔQの値が負であれば満充電容量が減少したと判断されバッテリの劣化が発生している判断されてステップS3〜S6の処理が実行される。一方、ΔQの値が負でなければ、バッテリの劣化は発生していないと判断されてステップS3〜S6の処理は実行されない。
For example, as shown in the following equation (3), ΔQ, which is the difference between the state of charge QA stored at the previous execution and the state of charge QB obtained this time, is obtained.
ΔQ = QB−QA (3)
In step S2 of FIG. 2, if the value of ΔQ is negative, it is determined that the full charge capacity has decreased, it is determined that the battery has deteriorated, and the processes of steps S3 to S6 are executed. On the other hand, if the value of ΔQ is not negative, it is determined that the battery has not deteriorated, and the processes in steps S3 to S6 are not executed.
なお、満充電容量が減少したか否かの判断は、種々変形しても良い。たとえば、誤検出を防ぐために、ΔQの値が負の所定値を下回る(大きく減少する)場合にステップS2で減少したと判定しても良いし、ΔQの値が負または負の所定値を下回ることが複数回連続して検出された場合にステップS2で減少したと判定してもよい。 Note that the determination of whether the full charge capacity has decreased may be variously modified. For example, in order to prevent erroneous detection, it may be determined that the value of ΔQ is less than a predetermined negative value (decrease significantly), it may be determined that the value has decreased in step S2, or the value of ΔQ is less than a predetermined negative or negative value. May be determined to have decreased in step S2 when this is continuously detected a plurality of times.
続いて、図6〜図11を用いて、図2のステップS3で検出される内部抵抗の検出について説明を行なう。 Subsequently, detection of the internal resistance detected in step S3 of FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
図6は、内部抵抗測定時の印加電流波形を示した波形図である。
図7は、内部抵抗測定時の観測電圧波形を示した波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing an applied current waveform at the time of measuring internal resistance.
FIG. 7 is a waveform diagram showing an observed voltage waveform during internal resistance measurement.
図6の電流を電池セルに印加した場合に、図7に示すような電圧波形を観測する。なお、この電流を印加開始したときの開路電圧OCVは、3.7V(新品、25℃でSOC=60%)であった。図6では、100Aの一定電流が10秒間バッテリに印加される。すると、図7に示すように、電圧は初期に3.7V付近から3.9V程度まで増加し、その後10秒間の間に4.0Vを超えるまで次第に増加する。パルス状に与える電流をΔI、電流印加開始1秒後に観測される電圧増加分をΔV1、電流印加開始10秒後に観測される電圧増加分をΔV10と表記すると、下記の式(4)、(5)に示す2通り内部抵抗INR1(1秒後),INR10(10秒後)が得られる。
INR1=ΔV1/ΔI … (4)
INR10=ΔV10/ΔI … (5)
INR1は、純抵抗(直流抵抗)分を主に表わし,INR10は、純抵抗に拡散抵抗分(リチウムイオンの電解溶液中での拡散)が追加されたものを主に表わす。
When the current of FIG. 6 is applied to the battery cell, a voltage waveform as shown in FIG. 7 is observed. The open circuit voltage OCV when the application of this current was started was 3.7 V (new, SOC = 60% at 25 ° C.). In FIG. 6, a constant current of 100 A is applied to the battery for 10 seconds. Then, as shown in FIG. 7, the voltage initially increases from around 3.7 V to about 3.9 V, and then gradually increases until it exceeds 4.0 V in 10 seconds. When the pulse current is expressed as ΔI, the increase in voltage observed 1 second after the start of current application is expressed as ΔV1, and the increase in voltage observed 10 seconds after the start of current application is expressed as ΔV10, the following equations (4) and (5 ), Two internal resistances INR1 (after 1 second) and INR10 (after 10 seconds) are obtained.
INR1 = ΔV1 / ΔI (4)
INR10 = ΔV10 / ΔI (5)
INR1 mainly represents a pure resistance (DC resistance), and INR10 mainly represents a resistance obtained by adding a diffusion resistance (diffusion of lithium ions in the electrolytic solution) to the pure resistance.
図8は、新品と析出劣化発生時のバッテリの内部抵抗の変化(10℃)を示した図である。 FIG. 8 is a diagram showing a change (10 ° C.) in the internal resistance of the battery when a new product and precipitation deterioration occur.
図9は、新品と析出劣化発生時のバッテリの内部抵抗の変化(25℃)を示した図である。 FIG. 9 is a diagram showing a change (25 ° C.) in the internal resistance of the battery when a new product and precipitation deterioration occur.
図10は、新品と析出劣化発生時のバッテリの内部抵抗の変化(40℃)を示した図である。 FIG. 10 is a diagram showing a change in the internal resistance (40 ° C.) of the battery when a new product and precipitation deterioration occur.
図8〜図10では、○印(白抜き丸)は新品バッテリの内部抵抗INR1を示し、●印(塗りつぶし丸)は、新品バッテリの内部抵抗INR10を示す。また、△印(白抜き三角)は4000サイクル充放電後のバッテリの内部抵抗INR1を示し、▲印(塗りつぶし▲)は、4000サイクル充放電後のバッテリの内部抵抗INR10を示す。 8 to 10, a circle (white circle) indicates the internal resistance INR1 of the new battery, and a circle (solid circle) indicates the internal resistance INR10 of the new battery. Further, Δ (open triangle) indicates the internal resistance INR1 of the battery after 4000 cycles of charging / discharging, and ▲ (solid-colored) indicates the internal resistance INR10 of the battery after 4000 cycles of charging / discharging.
図8〜図10で分かるように、析出劣化が発生している場合には、新品と4000サイクル充放電後(析出劣化後)とで、内部抵抗はあまり差がない。図示しないが、磨耗劣化が発生した場合には新品と比べて内部抵抗は大きく増加する。したがって、内部抵抗の変化によって析出劣化と磨耗劣化を見分けることができる。 As can be seen from FIG. 8 to FIG. 10, when precipitation deterioration occurs, there is not much difference in internal resistance between the new article and after 4000 cycles of charge / discharge (after precipitation deterioration). Although not shown, when wear deterioration occurs, the internal resistance is greatly increased compared to a new product. Therefore, it is possible to distinguish the precipitation deterioration from the wear deterioration by the change of the internal resistance.
なお、内部抵抗については、上記式(4)、(5)のINR1,INR10のいずれを用いても良い。また、充電状態SOCの比較的変化しない領域において、電流と電圧とをプロットし、最小二乗法で直線近似した傾きから内部抵抗を求めても良い。 As the internal resistance, any one of INR1 and INR10 in the above formulas (4) and (5) may be used. Further, in the region where the state of charge SOC does not change relatively, the current and voltage may be plotted, and the internal resistance may be obtained from the slope obtained by linear approximation by the least square method.
内部抵抗は、図2のフローチャートのS3が実行される度に算出されて、ECU400の図示しないメモリに保存される。そして、ステップS4においてメモリに保存されている前回算出された内部抵抗に比べて、今回算出された内部抵抗が増大したか否かが判断される。
The internal resistance is calculated every time S3 in the flowchart of FIG. 2 is executed, and is stored in a memory (not shown) of the
図11は、内部抵抗の増大について説明するための図である。
図11に示すように、ステップS4において、たとえば、バッテリセルの内部抵抗が1mΩから1.4mΩに増大していた場合には、ステップS5に処理が進み、劣化が磨耗劣化であると判定される。バッテリセルの内部抵抗が増大していなかった場合にはステップS6に処理が進み、劣化は析出劣化であると判定される。
FIG. 11 is a diagram for explaining an increase in internal resistance.
As shown in FIG. 11, in step S4, for example, when the internal resistance of the battery cell has increased from 1 mΩ to 1.4 mΩ, the process proceeds to step S5, and the deterioration is determined to be wear deterioration. . If the internal resistance of the battery cell has not increased, the process proceeds to step S6, and the deterioration is determined to be precipitation deterioration.
以上説明したように、本実施の形態では、劣化に伴うバッテリの満充電容量と内部抵抗とを測定し、満充電容量が減少し内部抵抗が増加したときは磨耗劣化と判定する。一方、満充電容量が減少するものの、内部抵抗がほぼ変わらないときは析出劣化と判定する。これにより、劣化の種別が判定でき、劣化の種類に応じた適切な処理を速やかに行なうことが可能となる。 As described above, in this embodiment, the full charge capacity and internal resistance of the battery due to deterioration are measured, and when the full charge capacity decreases and the internal resistance increases, it is determined that the wear is deteriorated. On the other hand, when the full charge capacity is reduced, but the internal resistance is not substantially changed, it is determined as deposition deterioration. As a result, the type of deterioration can be determined, and appropriate processing according to the type of deterioration can be quickly performed.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 バッテリ、300 走行用モータ、410 電圧センサ、412 電流センサ、414 バッテリ温度センサ、415 環境温度センサ、510 満充電容量検出部、520 内部抵抗検出部、530 バッテリ劣化判定部。 100 battery, 300 travel motor, 410 voltage sensor, 412 current sensor, 414 battery temperature sensor, 415 environmental temperature sensor, 510 full charge capacity detection unit, 520 internal resistance detection unit, 530 battery deterioration determination unit.
Claims (6)
前記バッテリの満充電容量を検出する満充電容量検出部と、
前記バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、
前記満充電容量および前記内部抵抗に基づいて、前記バッテリの故障が摩耗劣化によるものであるか析出劣化によるものであるかを判定するバッテリ劣化判定部とを含む、バッテリの故障検出装置。 A battery failure detection device,
A full charge capacity detector for detecting a full charge capacity of the battery;
An internal resistance detector for detecting the internal resistance of the battery;
A battery failure detection device comprising: a battery deterioration determination unit that determines whether the battery failure is due to wear deterioration or precipitation deterioration based on the full charge capacity and the internal resistance.
前記バッテリの満充電容量を検出するステップと、
前記バッテリの内部抵抗を検出するステップと、
前記満充電容量および前記内部抵抗に基づいて、前記バッテリの故障が摩耗劣化によるものであるか析出劣化によるものであるかを判定するステップとを含む、バッテリの故障検出方法。 A battery failure detection method comprising:
Detecting the full charge capacity of the battery;
Detecting an internal resistance of the battery;
Determining whether the failure of the battery is due to wear deterioration or precipitation deterioration based on the full charge capacity and the internal resistance.
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