JP2009072020A - 二次電池の内部状態推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合であっても、正確に二次電池の内部状態を推定することができる二次電池の内部状態推定装置を提供すること。
【解決手段】 車速が所定速度範囲内であることが所定時間以上継続している場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定部１０と、定速走行状態であると判定されると、電動コンプレッサ用モータ３へ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳する電流ランダムノイズ印加指令部１２及びモータコントローラ４を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二次電池の内部状態推定装置の技術分野に属する。

従来の二次電池の充電率推定装置は、充放電電流と端子電圧から適応デジタルフィルタを用いて二次電池内部状態（時定数、内部抵抗）を推定し、これを用いて開路電圧を推定し、開路電圧−充電率特性データから充電率ＳＯＣを推定している（例えば、特許文献１参照。）。

また、検出した電流と電圧を電流−電圧直線で近似し、その傾きを内部抵抗値、切片を開路電圧として内部抵抗値を推定しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−１７８８４８号公報（第２−１３頁、全図） 特開２０００−３２３１８３号公報（第２−５頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合、駆動用モータは一定回転で回るため、モータ電流の変化が少なく二次電池内部状態を正確に推定することが難しいものとなっていた。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合であっても、正確に二次電池の内部状態を推定することができる二次電池の内部状態推定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両に駆動用として設けられた駆動用モータへ充放電する、前記車両に設けられた二次電池の充放電電流を検出する駆動用モータ電流検出手段と、車両に負荷として設けられた負荷モータへ充放電する、前記車両に設けられた二次電池の充放電電流を検出する負荷モータ電流検出手段と、前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出手段と、車両の走行速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定手段と、前記定速走行状態であると判定されると、前記負荷モータへ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳するランダムノイズ印加手段と、前記定速走行状態におけるランダムノイズが重畳した前記負荷モータ電流検出手段の検出結果と、前記定速走行状態における電池電圧検出手段の検出結果から前記二次電池の内部状態を推定する内部状態推定手段と、を備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合であっても、正確に二次電池の内部状態を推定することができる。

以下、本発明の二次電池の内部状態推定装置を実現する実施の形態を、請求項１に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，３に係る発明に対応する実施例３と、請求項４に係る発明に対応する実施例４とに基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の二次電池の内部状態推定装置を用いた二次電池及び駆動用モータ、電動コンプレッサ用モータの制御を行う車載システムの制御ブロックを示す図である。
実施例１では、ハイブリッド車両又は電気自動車のように、二次電池を用いて車両の走行のためのモータ駆動や空調のためのモータ駆動を行なう車両を例としている。

実施例１のモータを駆動する二次電池の制御を行うシステムは、バッテリコントローラ１、駆動用モータ２、電動コンプレッサ用モータ３、モータコントローラ４、二次電池５、車速センサ６、駆動用モータ電流検出部７、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８、二次電池端子電圧検出部９を主要な構成としている。
バッテリコントローラ１は、車速情報、駆動用モータ電流、電動コンプレッサ用モータ電流、二次電池端子電圧から、少なくとも二次電池５のＳＯＣ等内部状態を推定し、二次電池５の充放電を制御する。また、二次電池５の状態により、二次電池５への配慮を行うモータ制御をモータコントローラ４へ要求する。

駆動用モータ２は、二次電池５を電源として、車両を駆動するための駆動源として作動する。駆動用モータ２の例としては、ハイブリッド車両に用いられる３相モータを挙げ、制御するコントローラ及び制御内容については説明を省略する。
なお、ハイブリッド車両の場合には、エンジンと合わせて駆動用モータ２が制御されることになる。
電動コンプレッサ用モータ３は、車両の空調を行うために設けられる電動コンプレッサを作動させるためのモータであり、二次電池５を電源とし、モータコントローラ４の制御により駆動する。

二次電池５は、駆動用モータ２及び電動コンプレッサ用モータ３を駆動させるための電源である。なお、二次電池５は、エンジンの駆動又は回生分により充電される。例としてリチウムイオンバッテリを挙げておく。
車速センサ６は、駆動系あるいは車輪における回転検出により車両の走行速度を検出し、バッテリコントローラ１へ検出結果を出力する。
駆動用モータ電流検出部７は、駆動用モータ２に通電される電流値を検出し、検出結果をバッテリコントローラ１へ出力する。
電動コンプレッサ用モータ電流検出部８は、電動コンプレッサ用モータ３に通電される電流値を検出し、検出結果をバッテリコントローラ１へ出力する。
二次電池端子電圧検出部９は、二次電池５の端子間の電圧値を検出し、検出結果をバッテリコントローラ１へ出力する。

図２に示すのは、実施例１のバッテリコントローラ１の二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。
バッテリコントローラ１の二次電池の内部状態推定に関する部分は、走行状態判定部１０、切替部１１、電流ランダムノイズ印加指令部１２、二次電池内部状態推定部１３を主要な構成にしている。
走行状態判定部１０は、車速情報から走行状態を判定し、二次電池が通常の電流出力を行うか、ランダムノイズを印加するかを判定出力として、切替部１１及び電流ランダムノイズ印加指令部１２へ出力する。

さらに詳細に説明すると、車速が上限値より小さく、下限値より大きい場合、タイマをカウントアップしタイマ値が所定時間より大きくなった場合を、高速道路などを一定速度で走行中であると判定する。そして、タイマ値が所定時間より小さい場合は、二次電池が通常の電流出力を行うよう、０を出力する。また、タイマ値が所定時間より大きい場合は、ランダムノイズを印加するよう、１を出力する。

切替部１１は、走行状態判定部１０からの判定結果により、駆動用モータ電流検出部７からの検出結果を出力するか、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８からの検出結果を出力するかを切り替える。
電流ランダムノイズ印加指令部１２は、タイマ値が所定時間より小さい場合には、通常の電流を電動コンプレッサ用モータ３に印加するよう指令し、タイマ値が所定時間より大きくなった場合には、通常の電流にランダムノイズを印加した電流が流れるようモータコントローラ４に指令を出力する。

二次電池内部状態推定部１３は、タイマ値が所定時間より小さい場合には駆動用モータ２の電流値を用いて、二次電池５の内部状態を推定する。また、タイマ値が所定時間より大きい場合には、電動コンプレッサ用モータ３の電流値を用いて、二次電池５の内部状態を推定する。

次に、図２を参照して、走行状態判定部１０の詳細な構成について説明する。
走行状態判定部１０は、上限値出力部１０１、下限値出力部１０２、比較部１０３、比較部１０４、AND演算部１０５、タイマ部１０６、所定時間出力部１０７、比較部１０８を主要な構成としている。
上限値出力部１０１は、車両が高速道路等を一定速度で走行する速度の上限値を法定速度、車両性能などを考慮して予め設定し、出力する。
下限値出力部１０２は、車両が等を一定速度で走行する速度の下限値を法定速度、車両性能などを考慮して予め設定し、出力する。

比較部１０３は、車速センサ６の検出値と上限値出力部１０１の出力する上限値を比較し、検出値が上限値より小さいならば、真を示す１又はオン等を出力し、検出値が上限値より大きいならば、偽を示す１又はオフ等を出力する。
比較部１０４は、車速センサ６の検出値と下限値出力部１０２の出力する下限値を比較し、検出値が下限値より大きいならば、真を示す１又はオン等を出力し、検出値が下限値より小さいならば、偽を示す１又はオフ等を出力する。

AND演算部１０５は、比較部１０３が真を示す１又はオン等を出力し、且つ比較部１０４が真を示す１又はオン等を出力している場合に、条件成立を示す出力をタイマ部１０６へ行う。つまり、車速センサ６の検出値が上限値と下限値の間の値の場合に、条件成立を示す出力を行う。
タイマ部１０６は、AND演算部１０５が条件成立を出力すると時間経過を計測するようカウントアップし、カウント時間を出力する。
所定時間出力部１０７は、所定速度範囲内での走行が継続していることにより、高速道路等を一定速度で走行していると判断できる所定時間を予め設定し、この所定時間を出力する。
比較部１０８は、タイマ部１０６のカウント時間と所定時間出力部１０７の所定時間を比較し、カウント時間が所定時間より大きいならば、ランダムノイズ印加を行うよう、１を出力する。また、カウント時間が所定時間より小さいならば、通常の電力出力を行うよう、０を出力する。

図３に示すのは、二次電池内部状態推定部１３のブロック構成を示す説明図である。本願の二次電池内部状態推定部１３は、従来公報（特開２００４−１７８８４８）と同様の構成であるが、説明を加えておく。
二次電池内部状態推定部１３は、パラメータ推定部１２１、開路電圧演算部１２２、充電率推定部１２３を主要な構成としている。

パラメータ推定部１２１は、電流値と端子間電圧から、適応デジタルフィルタを用いて、パラメータを推定する。
開路電圧演算部１２２は、電流値と端子間電圧、推定されたパラメータを用いて、二次電池５が単体で負荷に接続されていない状態である開路状態の電圧を演算推定する。
充電率推定部１２３は、二次電池５の開路電圧−充電率特性データから充電率ＳＯＣを推定する。

作用を説明する。
[ランダムノイズを付加することによる推定精度の向上作用]
図４は実施例１における車速、タイマ値、電動コンプレッサ用モータの電流値のタイムチャートである。
実施例１のモータを駆動する二次電池の制御を行うシステムでは、車両が高速道等において一定速度で走行すると、走行状態判定部１０の上限値出力部１０１、下限値出力部１０２、比較部１０３，１０４、AND演算部１０５により、車速が所定速度範囲内、例えば９０〜１１０km/hにある場合に（図４(a)の車速の線２００を参照）、タイマ部１０６でタイマ値（経過時間）をカウントアップする。そして、タイマ値が所定時間出力部１０７の所定時間、例えば１０分を超えた場合に、高速道路等を一定速度で走行中であると判断する（図４(b)のタイマカウント値の線２０１、所定時間を示す線２０２を参照）。

高速道路等を一定速度で走行中と判断した結果が出力されると、切替部１１が駆動用モータ電流検出部７の出力から、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８の出力を二次電池内部状態推定部１３に出力するように切り替える。
また、高速道路等を一定速度で走行中と判断した結果の出力は電流ランダムノイズ印加指令部１２にも出力される。すると、電流ランダムノイズ印加指令部１２からモータコントローラ４へランダムノイズを印加する指令が出力される（図４(b)のランダムノイズ印加指令を示す線２０３を参照）。

そして、この指令を受けたモータコントローラ４は、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８で検出される電流値波形にランダムノイズを重畳する。
このランダムノイズが乗った電流値信号と、二次電池端子電圧検出部９からの電圧値信号を、二次電池内部状態推定部１３へ出力する（図４(c)のランダムノイズ重畳前を示す線２０４、ランダムノイズ重畳後を示す線２０４ａ参照）。
そのため、二次電池内部状態推定部１３では、様々な周波数成分が含まれている電流値入力、つまり変化のある入力値を得ることになり、推定精度が向上する。

さらに説明する。
適応デジタルフィルタを用いて二次電池５の内部状態を推定する二次電池内部状態推定部１３は、二次電池５の等価回路をモデリングし、伝達関数で表現することにより、適応デジタルフィルタとしてパラメータ推定、開路電圧演算を行うものである。フィルタは、ゲインの周波数特性を備え、入力波形の特定周波数を抑制する、通過させるなどを行うものである。

つまり、入力値が変化する場合、つまり多くの種類の周波数成分を持つ入力値である場合にその特性を良好に推定することが特徴である。これを用いて、二次電池内部状態推定部１３は、二次電池５の内部状態推定を精度よく行なう。高速道路等をほぼ一定速度で走行した場合には、駆動用モータ２へ流れる電流値は非常に変化の乏しいものとなる。これは周波数成分の種類が少ない入力となっていると言える。そのため、これを入力値とする二次電池内部状態推定部１３では、推定能力が充分に発揮されたものとならない。

実施例１では、たとえ、高速道路等で一定速度で走行していたとしても、車室内の空調状態や空調装置への負荷状態により、電流値が変化しやすい電動コンプレッサ用モータ３の電流値を検出する電動コンプレッサ用モータ電流検出部８の検出値を二次電池内部状態推定部１３へ入力するように切替部１１で切り替える。

さらに、電流ランダムノイズ印加指令部１２の指令によりモータコントローラ４が電動コンプレッサ用モータ３の電流値にランダムノイズ、つまりランダムな周波数成分を有するノイズ波形を重畳し、電流値として検出されるようにする。
これによって、高速道路等で一定速度範囲で走行している場合であっても、変化のある、つまり複数種類の周波数成分を有する入力値を二次電池内部状態推定部１３が得られるようにして、二次電池５のＳＯＣの推定精度を向上する。

そのため、二次電池５は、精度のよいＳＯＣの推定値を用いて、充放電の制御をより限界に近い値まで使用する。もしくは細かい制御を行うなどして、より有効に使用することができる。これは二次電池５を駆動に用いる車両、例えばハイブリッド車において、走行距離や走行速度、二次電池５の寿命などに寄与することになる。

なお、モータコントローラ４により付加されるランダムノイズは、車両乗員に感じられない程度で電動コンプレッサ用モータ３の回転を変化させる。そのため、空調に影響なく、違和感を与えるようなことはない。

効果を説明する。
実施例１の二次電池の内部状態推定装置にあっては、以下の効果を有する。
(1)車両に駆動用として設けられた駆動用モータ２へ充放電する、車両に設けられた二次電池５の充放電電流を検出する駆動用モータ電流検出部７と、車両に負荷として設けられた電動コンプレッサ用モータ３へ充放電する、車両に設けられた二次電池５の充放電電流を検出する電動コンプレッサ用モータ電流検出部８と、二次電池５の端子電圧を検出する二次電池端子電圧検出部９と、車両の走行速度を検出する車速センサ６と、車速が所定速度範囲内であることが所定時間以上継続している場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定部１０と、定速走行状態であると判定されると、電動コンプレッサ用モータ３へ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳する電流ランダムノイズ印加指令部１２及びモータコントローラ４と、定速走行状態におけるランダムノイズが重畳した電動コンプレッサ用モータ電流検出部８の検出結果と、定速走行状態における二次電池端子電圧検出部９の検出結果から二次電池５の内部状態を推定する二次電池内部状態推定部１３を備えたため、高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合であっても、正確に二次電池の内部状態を推定することができる。

実施例２は走行状態判定部が車速センサからの信号をハイパスフィルタに通すようにした例である。
構成を説明する。
図５はバッテリコントローラの二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。
実施例２では、走行状態判定部１０がハイパスフィルタ１１１を備える。ハイパスフィルタ１１１は、車速センサ６の検出信号の高周波成分の通過を抑制し、比較部１０３，１０４へ出力する。
そして、実施例２の上限値出力部１０９は、車速センサ６の入力値に所定量を加えて上限値とし、これを出力する。下限値出力部１１０は、車速センサ６の入力値に所定量を減じて下限値とし、これを出力する。上限値、下限値の設定のタイミングは判定開始時とする。
その他構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。
[速度範囲を制限しない定速判断及びランダムノイズを付加することによる推定精度の向上作用]
図６は実施例１における車速、タイマ値、電動コンプレッサ用モータの電流値のタイムチャートである。
実施例２では、走行状態判定部１０がハイパスフィルタ１１１を通過した車速が、その入力値に対して判定開始の際に設定した上下限の範囲に所定時間以上ある場合に、車速の変動が少なく一定した速度で走行中であると判定する（図６(a)のハイパスフィルタ１１１を通過させる前の線２００、図６(b)のハイパスフィルタ１１１を通過させた後の線２００ａ、図６(c)のタイムカウント値の線２０１、所定時間を示す線２０２を参照）。

この条件が成立した場合には、切替部１１が電動コンプレッサ用モータ電流検出部８の出力を二次電池内部状態推定部１３へ出力するようにする。さらに、電流ランダムノイズ印加指令部１２は、走行状態判定部１０から、この条件が成立したと判断結果を受けると、モータコントローラ４へランダムノイズを重畳（印加）する指令を出力する(図６(c)の線２０３を参照）。

そして、この指令を受けたモータコントローラ４は、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８で検出される電流値波形にランダムノイズを重畳する。
このランダムノイズが乗った電流値信号と、二次電池端子電圧検出部９からの電圧値信号を、二次電池内部状態推定部１３へ出力する（図６(d）のランダムノイズ重畳前の線２０４、ランダムノイズ重畳後の線２０４ａを参照)。
そのため、二次電池内部状態推定部１３では、様々な周波数成分が含まれている電流値入力、つまり変化のある入力値を得ることになり、推定精度が向上する。

実施例２では、車速の変化が無い状態が所定時間以上であるとタイマ値がカウントアップすれば、低速であっても、定速走行状態と判定する。これにより、実施例１で設定するような高速（例えば９０〜１１０km/h）でない場合であっても、一定な速度で走行する状態でランダムノイズを重畳した信号を付加し、より正確な二次電池５の内部状態推定を行う。

効果を説明する。
実施例２の二次電池の内部状態推定装置にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(2)車両の走行速度を検出する車速センサ６を設け、走行状態判定部１０は、ハイパスフィルタ１１１を備え、ハイパスフィルタ１１１を通過させた車速が所定の上限値出力部１０９、下限値出力部１１０で設定する変動範囲内であることが所定時間以上継続している場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定するため、低速な速度であっても、高速な速度であっても一定な速度で走行している場合に、ランダムノイズを重畳させて、精度よく二次電池５の内部状態を推定することができる。
その他作用効果は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

実施例３の二次電池の内部状態推定装置は、車両の駆動用モータの電流値をフーリエ変換し、周波数成分が所定範囲内で且つゲインが所定値を超える場合に、定速状態と判定する例である。
構成を説明する。
図７はバッテリコントローラの二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。

実施例３の走行状態判定部１４は、フーリエ変換部１４１、周波数範囲判定部１４２を主要な構成としている。そのため、車速センサ６は必要としない。
フーリエ変換部１４１は、駆動用モータ２に流れる電流を検出する駆動用モータ電流検出部７からの検出信号をフーリエ変換して周波数成分を抽出し、周波数範囲判定部１４２へ出力する。

周波数範囲判定部１４２は、所定の周波数範囲において、信号の振幅が所定値以上である場合、０を出力し、駆動用モータ２の電流値を使用して二次電池５の内部状態推定を行なう。
また、所定の周波数範囲において信号の振幅が所定値以下である場合、１を出力し、電動コンプレッサ用モータ３の電流にランダムノイズを加え、電動コンプレッサを駆動する電動コンプレッサ用モータ３の電流を用いて二次電池の内部状態推定を行なう。
その他構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

作用を説明する。
[周波数判定による定速判断及びランダムノイズを付加することによる推定精度の向上作用]
図８は実施例３における周波数とゲインの関係を示すグラフ図である。
実施例３では、駆動用モータ電流検出部７の検出信号をフーリエ変換部１４１によりフーリエ変換して周波数成分を抽出する。そして、周波数範囲判定部１４２により、図８に示すように、所定周波数範囲（図８の範囲を示す両矢印線３０２を参照）にゲインの所定値（図８の線３０１を参照）を超えることを検出することにより、電流値の周波数を判定する（図８の電流値の周波数特性の線３００を参照）。言い換えると振幅が所定周波数の範囲内であることを判定する。

この周波数が所定の周波数範囲内で、ゲインが所定値を超えないことは、つまり駆動用モータ２を流れる駆動電流値に変動がないことを示す。そのため、この場合は判定値を１とし、切替部１１が電動コンプレッサ用モータ電流検出部８の出力を二次電池内部状態推定部１３へ出力するようにする。さらに、電流ランダムノイズ印加指令部１２は、走行状態判定部１０から、この条件が成立したと判断結果を受けると、モータコントローラ４へランダムノイズを重畳する指令を出力する。

そして、この指令を受けたモータコントローラ４は、電動コンプレッサ用モータ電流検出部８で検出される電流値波形にランダムノイズを重畳する。
このランダムノイズが乗った電流値信号と、二次電池端子電圧検出部９からの電圧値信号を、二次電池内部状態推定部１３へ出力する。
そのため、二次電池内部状態推定部１３では、様々な周波数成分が含まれている電流値入力、つまり変化のある入力値を得ることになり、推定精度が向上する。

このように、駆動用モータ２の電流値をフーリエ変換し、その周波数成分により定速状態を判定するので、車速センサ６を用いる必要がなくコストを抑制して、二次電池の内部状態推定を行なうことができる。

効果を説明する。
実施例３の二次電池の内部状態推定装置にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(3)走行状態判定部１４は、駆動用モータ電流検出部７の検出信号をフーリエ変換するフーリエ変換部１４１と、フーリエ変換した検出信号の周波数が所定の周波数範囲内で、ゲインが所定値を超えない場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する周波数範囲判定部１４２を備えたため、車速を検出することなく、定速走行状態を駆動用モータ２の電流値から判定して、コストを抑制しつつ、精度よく二次電池５の内部状態を推定することができる。
その他作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。

実施例４は、駆動用モータの電流検出と、電動コンプレッサ用モータの電流検出を、二次電池の電流検出としてまとめて行うようにした例である。
構成を説明する。
図９は実施例４の二次電池の内部状態推定装置を用いた二次電池及び駆動用モータ、電動コンプレッサ用モータの制御を行う車載システムの制御ブロックを示す図である。
実施例４のモータを駆動する二次電池の制御を行うシステムでは、駆動用モータ２と電動コンプレッサ用モータ３の電流値をそれぞれ別に検出するのではなく、二次電池５の充放電電流としてまとめて検出するように、二次電池充放電電流検出部１５を設ける。

図１０は、実施例４のバッテリコントローラ１の二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。
実施例４のバッテリコントローラ１の二次電池の内部状態推定に関する部分は、車速センサ６は、走行状態判定部１０へ検出結果を出力し、走行状態判定部１０は、電流ランダムノイズ印加指令部１２へ判定結果を出力する。
二次電池充放電電流検出部１５は、二次電池５が駆動用モータ２及び電動コンプレッサ用モータ３を駆動するために充放電する電流値を検出する。
その他構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。

作用を説明する。
[コストを抑制しつつ推定精度を向上する作用]
実施例４では、二次電池内部状態推定部１３が駆動用モータ２に流れる電流に電動コンプレッサ用モータ３に流れる電流を加えたものとなる二次電池５の充放電電流の検出値から、内部状態を検出する。そして、走行状態判定部１０で、車速から定速走行状態と判定した場合には、実施例１と同様に、モータコントローラ４が電動コンプレッサ用モータ３の電流にランダムノイズを加えるようにする。そして、その場合に、二次電池内部状態推定部１３は、ランダムノイズが加わった電動コンプレッサ用モータ３の電流に、駆動用モータ２の電流を加えたものにより、内部状態の推定を行なうようにし、より正確な推定を行なうようにする。二次電池５の充放電電流を検出するようにすることで、駆動用モータ２、電動コンプレッサ用モータ３の電流値をまとめて検出し、切替部１１も設けないため、コストが抑制される。

効果を説明する。
(4)車両に駆動用として設けられた駆動用モータ２及び負荷として設けられた電動コンプレッサ用モータ３へ充放電する二次電池５の充放電電流を検出する二次電池充放電電流検出部１５と、二次電池５の端子電圧を検出する二次電池端子電圧検出部９と、車両の走行速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定部１０と、定速走行状態であると判定されると、電動コンプレッサ用モータ３へ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳する電流ランダムノイズ印加指令部１２及びモータコントローラ４と、定速走行状態におけるランダムノイズが重畳した二次電池充放電電流検出部１５の検出結果と、定速走行状態における二次電池端子電圧検出部９の検出結果から二次電池５の内部状態を推定する二次電池内部状態推定部１３を備えたため、駆動用モータ２及び電動コンプレッサ用モータ３の電流値をまとめて検出して、コストを抑制でき、高速道路や広い土地で平坦な長い道をあまり変速せず走行した場合であっても、正確に二次電池の内部状態を推定することができる。

以上、本発明の二次電池の内部状態推定装置を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例では負荷モータとして、電動コンプレッサ用モータを示したが、他のモータであってもよい。

実施例１の二次電池の内部状態推定装置を用いた二次電池及び駆動用モータ、電動コンプレッサ用モータの制御を行う車載システムの制御ブロックを示す図である。 実施例１のバッテリコントローラの二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。 二次電池内部状態推定部のブロック構成を示す説明図である。 実施例１における車速、タイマ値、電動コンプレッサ用モータの電流値のタイムチャートである。 バッテリコントローラの二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。 実施例１における車速、タイマ値、電動コンプレッサ用モータの電流値のタイムチャートである。 バッテリコントローラの二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。 実施例３における周波数とゲインの関係を示すグラフ図である。 実施例４の二次電池の内部状態推定装置を用いた二次電池及び駆動用モータ、電動コンプレッサ用モータの制御を行う車載システムの制御ブロックを示す図である。 実施例４のバッテリコントローラ１の二次電池の内部状態推定に関する部分のブロック構成を示す図である。

符号の説明

１ バッテリコントローラ
２ 駆動用モータ
３ 電動コンプレッサ用モータ
４ モータコントローラ
５ 二次電池
６ 車速センサ
７ 駆動用モータ電流検出部
８ 電動コンプレッサ用モータ電流検出部
９ 二次電池端子電圧検出部
１０ 走行状態判定部
１０１ 上限値出力部
１０２ 下限値出力部
１０３ 比較部
１０４ 比較部
１０５ 演算部
１０６ タイマ部
１０７ 所定時間出力部
１０８ 比較部
１０９ 上限値出力部
１１０ 下限値出力部
１１１ ハイパスフィルタ
１１ 切替部
１２ 電流ランダムノイズ印加指令部
１２１ パラメータ推定部
１２２ 開路電圧演算部
１２３ 充電率推定部
１３ 二次電池内部状態推定部
１４ 走行状態判定部
１４１ フーリエ変換部
１４２ 周波数範囲判定部
１５ 二次電池充放電電流検出部
２００ （車速を示す）線
２００ａ （ハイパスフィルタ通過後の）線
２０１ （タイマカウント値を示す）線
２０２ （所定時間を示す）線
２０３ （ランダムノイズ印加指令を示す）線
２０４ （電動用コンプレッサ用モータを流れる電流を示す）線
２０４ （電動用コンプレッサ用モータを流れる電流のランダムノイズを印加した部分の）線
３００ （駆動用モータの電流値をフーリエ変換した周波数特性を示す）線
３０１ （所定ゲイン値を示す）線
３０２ （所定周波数範囲を示す）線

Claims (4)

1. 車両に駆動用として設けられた駆動用モータへ充放電する、前記車両に設けられた二次電池の充放電電流を検出する駆動用モータ電流検出手段と、
   車両に負荷として設けられた負荷モータへ充放電する、前記車両に設けられた二次電池の充放電電流を検出する負荷モータ電流検出手段と、
   前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出手段と、
   車両の走行速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定手段と、
   前記定速走行状態であると判定されると、前記負荷モータへ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳するランダムノイズ印加手段と、
   前記定速走行状態におけるランダムノイズが重畳した前記負荷モータ電流検出手段の検出結果と、前記定速走行状態における電池電圧検出手段の検出結果から前記二次電池の内部状態を推定する内部状態推定手段と、
   を備えることを特徴とする二次電池の内部状態推定装置。
2. 請求項１に記載の二次電池の内部状態推定装置において、
   車両の走行速度検出する車速検出手段を設け、
   前記走行状態判定手段は、ハイパスフィルタを備え、ハイパスフィルタを通過させた車速が所定の変動範囲内であることが所定時間以上継続している場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定することを特徴とする二次電池の内部状態推定装置。
3. 請求項１に記載の二次電池の内部状態推定装置において、
   前記走行状態判定手段は、
   前記駆動用モータ電流検出手段の検出信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
   フーリエ変換した前記検出信号の周波数が所定の周波数範囲内で、ゲインが所定値を超えない場合に、速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する周波数範囲判定手段と、
   を備えることを特徴とする二次電池の内部状態推定装置。
4. 車両に駆動用として設けられた駆動用モータ及び負荷として設けられた負荷モータへ充放電する二次電池の充放電電流を検出する二次電池充放電電流検出手段と、
   前記二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出手段と、
   車両の走行速度の変化が少ない状態で走行している定速走行状態であると判定する走行状態判定手段と、
   前記定速走行状態であると判定されると、前記負荷モータへ流す電流に複数種類の周波数成分が無作為に含まれるランダムノイズを重畳するランダムノイズ印加手段と、
   前記定速走行状態におけるランダムノイズが重畳した前記二次電池充放電電流検出手段の検出結果と、前記定速走行状態における電池電圧検出手段の検出結果から前記二次電池の内部状態を推定する内部状態推定手段と、
   を備えることを特徴とする二次電池の内部状態推定装置。

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