本发明专利技术实现一种电池监视装置，其在实际使用电池的汽车、发电设备以及家庭用蓄电系统等的现场中，将实际负载控制在期望的负载状态下，同时测定电池的内部阻抗特性，可以实时地监视电池的状态。该电池监视装置，将多个电池单元串联连接，对电池模块实时地测定监视，所述电池模块在发生包含高频域的负载变动的状态下，对实际负载进行驱动，其特征在于，由以下部分构成：多个电力/阻抗运算部，其分别设置在所述各电池单元上，从所述各电池单元输入电压信号以及电流信号，对所述各电池单元的瞬时电力以及内部阻抗特性进行测定；以及电池模块状态管理部，其经由内部母线，输入上述电力/阻抗运算部的输出数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池监视装置，详细地说，涉及一种在实际使用电池的汽车和设备等的现场中，将实际负载控制成期望的负载状态，同时可以实时地对电池的状态进行测定监视的电池监视装置。
技术介绍
反复进行充电的二次电池，作为混合动力汽车和电动汽车等行驶电动机驱动电源而使用，并且，从不依赖于石油燃料的太阳能发电或风力发电等的对环境负荷较少且可以储存能量的观点出发，也在工业、公共机关和一般家庭等中广泛应用起来。一般地，上述二次电池，通过将规定数量的电池单元串联连接，从而构成为可以得 到期望的输出电压的电池模块，通过将可获得期望的输出电压的规定数量的电池模块并联连接，从而构成为可以得到期望的电流容量(AH)的电池组件。在汽车中作为行驶电动机驱动电源而搭载的二次电池，从充电时间、续航距离等的便利性出发，目前认为锂离子电池为主流。图32是表示使用现有的二次电池的电池系统的一个例子的框图。在图32中，电池模块10是将多个电池单元11广Iln和电流传感器12串联连接而成，与负载L并联连接。电池监视装置20由下述部分构成多个A/D转换器21 21n+1，其与构成电池模块10的多个电池单元Il1 Iln和电流传感器12分别对应地设置；以及处理装置23，其经由内部母线22，输入上述A/D转换器 21n+1的输出数据。电池模块10的各电池单元11广I In的输出电压和电流传感器12的检测信号，向各自对应的A/D转换器21广21n+1输入并变换为数字信号，上述A/D转换器21广21n+1的输出数据经由内部母线22向处理装置23输入。处理装置23基于A/D转换器21r21n+1的输出数据，例如求出各电池单元11广Iln的内部阻抗值，并且根据上述的内部阻抗值推定流出期望电流的情况下的电压下降量，将上述的数据经由外部母线30向上位的电池系统控制部40输送。电池系统控制部40基于从电池监视装置20输入的数据，对电池模块10以及负载装置L进行控制，以可以以当前的电池模块10的输出电压稳定地驱动负载装置L。对构成如上所述的电池模块10的二次电池的性能进行评价的指标之一，为图33以及图34所示的内部阻抗特性。图33是将充满电的电池放置于高温状态的情况下的阻抗特性例图，图34是在高温状态下反复进行充放电的情况下的阻抗特性例图。另外，在图33以及图34中，左图表示将基于交流阻抗测定结果的复数阻抗向复数坐标中绘制的科尔-科尔图，右图是表示该阻抗频率特征的伯德图。图33的左图，表示随着放置期间例如I年、2年、……变长，交流阻抗不断变大的过程。图34的左图表示随着充放电例如50次、100次、……反复进行，交流阻抗不断变大的过程。如果阻抗变大，则输出电流时的电池电压降变大，无法获得足够的输出电压。各右图的频率较低的部分，相当于较长时间持续踩踏汽车的加速器的情况。根据上述的数据，频率较低的部分处阻抗变大，因此可以推测出电压降持续不断地变大。即，与电池的老化相伴，输出特性发生变化，无法获得足够的输出。图35是表示测定二次电池的交流阻抗的现有的测定电路的一个例子的框图，对于与图32相同的部分,标注相同的标号。在图35中,在电池10和电流传感器12的串联电路的两端，连接有扫描信号发生器50。该扫描信号发生器50将在包含图33以及图34的右图所示的频率特性区域在内的范围内输出频率扫描变化的交流信号，向电池10和电流传感器12的串联电路输出。交流电压监视器60测定电池10两端的交流电压，并向阻抗运算装置80输入。交流电流监视器70测定流向电流传感器12的交流电流，并向阻抗运算装置80输入。阻抗运算装置80计算出在扫描信号发生器50的输出信号的各频率下交流电压监视器60的测定电压与交流电流监视器70的测定电流的比、即电池10的复数阻抗 。通过将该计算出的复数阻抗向复数平面绘制，从而可以得到如图33和图34所示的科尔-科尔图。根据如上所述制成的科尔-科尔图，可以推定例如如图36所示的电池10的等价电路的各参数。另外，图36的等价电路串联连接有直流电源E、阻抗Rl、阻抗R2和电容器C2的并联电路、阻抗R3和电容器C3的并联电路、阻抗R4和电感L4的并联电路。对于根据上述的交流法进行的阻抗的测定，也包含自动测定方法在内，在专利文献I中详细地记载。另一方面，以对搭载在汽车上的锂离子电池的状态进行监视，将用于最大限度地发挥电池性能的信息向上位系统提供，并且万一电池引起危及用户这样的异常时可以使系统安全地停止为目的，开发并应用如非专利文献I中记载所示的控制器。专利文献I :日本特开2003 - 4780号公报非专利文献I :日置慎二郎、外5名、「f >> Λ 4才f U —>卜口一7 乃開発」、CALSONI C KANSEI TECHNICAL REVIEW、 八株式会社、vol. 72010p. 6-10
技术实现思路
如上所述，通过测定电池的内部阻抗特性，从而可以得到电池的各种信息，因此，在实际使用电池的汽车、发电设备设备以及家庭用蓄电系统等的现场中，如果可以测定电池的内部阻抗特性，则基于上述信息，掌握电池的现状，并且可以以与电池的现状相对应总是最大限度有效地使用的方式进行控制。 但是，在图32所示的现有的系统结构中，虽然可以求出各电池单元11广I In的内部阻抗值，但由于间歇地进行处理装置23和电池系统控制部40之间的数据通信，因此各电池单元11广I In的电压数据成为周期例如为大于或等于IOOms的离散数据。其结果，虽然能够参照由瞬时或者一定时间积分平均的电压、电流、温度等构成的表格，检测各电池单元11广Iin的状态，但无法测定需要大量信息的各电池单元11广11 的内部阻抗特性。另外，根据图35所示的现有的测定电路，扫描信号发生器50是必须的，但由于成本、空间制约，对于现场的各单元安装图35所示的测定电路是难以实现的。本专利技术是解决上述课题的技术方案，其目的在于，提供一种电池监视装置，其在实际使用电池的汽车、发电设备以及家庭同蓄电系统等的现场中，将实际负载控制为期望的负载状态，同时测定电池的内部阻抗特性，可以实时地对电池的状态进行监视。为了实现如上所述的课题，本专利技术中技术方案I记载的专利技术为一种电池监视装置，其对电池模块实时地进行测定监视，该电池模块是将多个电池单元串联连接而成，以发生包含高频域在内的负载变动的状态对实际负载进行驱动，其特征在于，由以下部分构成多个电力/阻抗运算部，其对所述各电池单元分别设置，从所述各电池单元输入电压信号以及电流信号，对所述各电池单元的瞬时电力以及内部阻抗特性进行测定；以及电池模块状态管理部，其经由内部母线，输入上述电力/阻抗运算部的输出数据。技术方案2的专利技术为一种电池监视装置，其对电池模块实时地进行测定监视，该电池模块是将多个电池元件串联连接而成，以发生包含高频域的负载变动的状态对实际负·载进行驱动，其特征在于，由以下部分构成多个电力/阻抗运算部，其对所述各电池单元分别设置，从所述各电池单元输入电压信号以及电流信号，对所述各电池单元的瞬时电力以及内部阻抗特性进行测定；电池模块状态管理部，其经由内部母线，输入上述电力/阻抗运算部的输出数据；以及加速器工作监视部，其对构成作为所述电池模块的负载装置的汽车驱动系统的加速器的动作进行监本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池监视装置，其对电池模块实时地进行测定监视，该电池模块具有串联连接的多个电池单元，对实际负载进行驱动，其特征在于，具有：多个电力/阻抗运算部，其对所述各电池单元分别设置，从所述各电池单元输入电压信号以及电流信号，对所述各电池单元的瞬时电力以及内部阻抗特性进行测定；以及电池模块状态管理部，其经由内部母线，输入上述电力/阻抗运算部的输出数据，所述电力/阻抗运算部，以能够与电池内部的反应时间常数相对应而最佳地推定该时间常数的时间分辨率和时间间隔，取得测定数据，使用所取得的测定数据，对被认为是支配性地与该时间常数相关的等价电路常数进行推定。
【技术特征摘要】
2011.07.29 JP 2011-166595;2011.10.13 JP 2011-22591.一种电池监视装置，其对电池模块实时地进行测定监视，该电池模块具有串联连接的多个电池单元，对实际负载进行驱动，其特征在于，具有 多个电力/阻抗运算部，其对所述各电池单元分别设置，从所述各电池单元输入电压信号以及电流信号，对所述各电池单元的瞬时电力以及内部阻抗特性进行测定；以及电池模块状态管理部，其经由内部母线，输入上述电力/阻抗运算部的输出数据， 所述电力/阻抗运算部，以能够与电池内部的反应时间常数相...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈田修平，吉武哲，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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