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公開番号2025103279
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220572
出願日2023-12-27
発明の名称状態検知システム、状態検知装置及び状態検知方法
出願人古河電気工業株式会社,古河AS株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01R 31/389 20190101AFI20250702BHJP(測定;試験)
要約【課題】充電可能なバッテリの内部抵抗の検知の際に、負荷による電圧変動の影響を抑え、適切な電流値による放電で検知する。
【解決手段】状態検知システムは、バッテリを放電させる放電回路と、バッテリの温度、状態、及び基準抵抗値に基づいてバッテリの内部抵抗値を推定する内部抵抗推定部と、内部抵抗値及び負荷変動による電流変動と電圧変動の少なくとも一方に基づいて、バッテリから流す電流の放電電流値を設定する設定部と、放電が所定の電流で行われ、放電電流値の電流がバッテリから流れるように放電回路を制御してバッテリを放電させる放電制御部と、バッテリからの放電が所定の電流で行われているときにバッテリから流れる電流の電流値と電圧値を取得する取得部と、バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに取得部が取得した電流値と電圧値に基づいて、バッテリの内部抵抗値を検知する検知部と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
充電可能なバッテリの状態を検知する状態検知システムであって、
前記バッテリを放電させる放電回路と、
前記バッテリの温度、前記バッテリの充電状態(ＳＯＣ：State of Charge)、及び前記バッテリの基準抵抗値に基づいて前記バッテリの内部抵抗値を推定する内部抵抗推定部と、
前記内部抵抗推定部が推定した内部抵抗値、及び負荷変動による電流変動と電圧変動の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリから流す電流の放電電流値を設定する設定部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われ、前記設定部で設定された放電電流値の電流が前記バッテリから流れるように前記放電回路を制御して前記バッテリを放電させる放電制御部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記バッテリから流れる電流の電流値と前記バッテリの電圧値を取得する取得部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記取得部が取得した電流値と電圧値に基づいて、前記バッテリの基準抵抗値及び前記バッテリの内部抵抗値を検知する検知部と、
を備える状態検知システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記設定部は、前記バッテリからの放電が前記所定の電流で行われているときの前記放電回路における電圧降下が所定の範囲となるように前記放電電流値を設定する
請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項３】
前記設定部は、前記バッテリからの放電が前記所定の電流で行われているときに、負荷電流変動による電圧変動に対して、前記放電回路における電圧降下が所定の閾値以上に大きくなるように前記放電電流値を設定する
請求項２に記載の状態検知システム。
【請求項４】
前記設定部は、前記バッテリからの最初の放電のときは、予め設定された初期電流値を前記放電電流値として設定し、前記バッテリからの２回目以降の放電のときは、前記放電回路における電圧降下が所定の範囲となる電流値を前記放電電流値として設定する
請求項２に記載の状態検知システム。
【請求項５】
前記設定部は、前記バッテリからの最初の放電で前記放電回路における電圧降下が過大である場合、前記バッテリからの２回目以降の放電では前記放電回路における電圧降下が過大とならないように前記放電電流値を設定し、前記バッテリからの最初の放電で前記放電回路における電圧降下が過少である場合、前記バッテリからの２回目以降の放電では前記放電回路における電圧降下が過少とならないように前記放電電流値を設定する
請求項４に記載の状態検知システム。
【請求項６】
前記検知部は、前記バッテリからの最初の放電で前記放電回路における電圧降下が過少の場合、前記最初の放電で前記取得部が取得した電流値と電圧値を前記内部抵抗値の検知に使用しない
請求項４に記載の状態検知システム。
【請求項７】
前記バッテリからの放電が所定の電流かつ所定のパターンで行われる
請求項１に記載の状態検知システム。
【請求項８】
前記所定のパターンは、矩形波状のパターンである
請求項７に記載の状態検知システム。
【請求項９】
充電可能なバッテリの状態を検知する状態検知装置であって、
前記バッテリの温度、前記バッテリの充電状態(ＳＯＣ：State of Charge)、及び前記バッテリの基準抵抗値に基づいて前記バッテリの内部抵抗値を推定する内部抵抗推定部と、
前記内部抵抗推定部が推定した内部抵抗値、及び負荷変動による電流変動と電圧変動の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリから流す電流の電流値を設定する設定部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われ、前記設定部で設定された電流値の電流が前記バッテリから流れるように、前記バッテリを放電させる放電回路を制御して前記バッテリを放電させる放電制御部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記バッテリから流れる電流の電流値と前記バッテリの電圧値を取得する取得部と、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記取得部が取得した電流値と電圧値に基づいて、前記バッテリの基準抵抗値及び前記バッテリの内部抵抗値を検知する検知部と、
を備える状態検知装置。
【請求項１０】
充電可能なバッテリの状態を検知する状態検知方法であって、前記バッテリの温度、前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）、及び前記バッテリの基準抵抗値に基づいて前記バッテリの内部抵抗値を推定する内部抵抗推定ステップと、
前記内部抵抗推定ステップで推定した内部抵抗値、及び負荷変動による電流変動と電圧変動の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリから流す電流の電流値を設定する設定ステップと、
前記バッテリで放電が所定の電流で行われ、前記設定ステップで設定された電流値の電流が前記バッテリから流れるように、前記バッテリを放電させる放電回路を制御して前記バッテリを放電させる放電制御ステップと、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記バッテリから流れる電流の電流値と前記バッテリの電圧値を取得する取得ステップと、
前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記取得ステップで取得した電流値と電圧値に基づいて、前記バッテリに基準抵抗値及び前記バッテリの内部抵抗値を検知する検知ステップと、
を備える状態検知方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、状態検知システム、状態検知装置及び状態検知方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
充電可能なバッテリの状態を推定する技術に係る発明として、例えば特許文献１、２に開示された発明がある。特許文献１に開示されたシステムは、バッテリを所定の放電パターンで放電させたときの電流値と応答電圧とから推定したバッテリのインピーダンスを用いてバッテリの劣化度または放電能力を判定するシステムであり、放電を２回以上行ったときの各放電時の応答電圧が略一定となるように放電パターンを形成する。特許文献２に開示された方法は、バッテリが充電分極と放電分極のいずれを受けた状態にあるかを判定し、充電分極を受けていると判定された場合、可変周期の放電電流パルスをバッテリに印加する一方、放電分極を受けていると判定された場合、可変周期の充電電流パルスをバッテリに印加する。そして、充電電流パルス又は放電電流パルスの印加開始タイミングから所定の周期数が経過したタイミング以降のバッテリの入力電流と応答電圧を測定し、測定された入力電流と応答電圧を用いてバッテリの内部インピーダンスを算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５１３７８８５号公報
特許第５３６７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際の車両に搭載される充電可能なバッテリには、サイズや蓄電容量が異なる様々なものが存在する。このような様々なバッテリは内部抵抗も異なり、同一の放電電流を流した場合の電圧降下量も異なる。また、所定の放電電流で放電させたときの電流値と応答電圧とからバッテリの内部抵抗(インピーダンス)を求める際は、内部抵抗を求めるための所定の放電電流に負荷変動による電圧変動が内部抵抗の精度を大きく低下させる要因となる。この負荷変動に関しても車両側の電装部品の装備内容も様々であり、負荷変動による電圧変動の程度も様々である。このような状況で内部抵抗の精度を確保するためには、想定される最も内部抵抗の小さなバッテリで、想定される最も負荷変動の大きな車両であっても十分な電圧降下量を得られるように所定の放電電流の電流値を設定すれば良いが、この放電はバッテリの電力を消費するものであり、過大な放電電流は過大な電力消費をもたらし、バッテリ上がりやバッテリ劣化を早めることになる。特許文献１、２に開示された発明は、バッテリを放電させたときの応答からバッテリの内部インピーダンスを推定するにとどまり、このような課題を解決するものではない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、充電可能なバッテリの内部抵抗の検知の際に、負荷による電圧変動の影響を抑え、適切な電流値による放電で検知する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る状態検知システムは、前記バッテリを放電させる放電回路と、充電可能なバッテリの状態を検知する状態検知システムであって、前記バッテリの温度、前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）、及び前記バッテリの基準抵抗値に基づいて前記バッテリの内部抵抗値を推定する内部抵抗推定部と、前記内部抵抗推定部が推定した内部抵抗値、及び負荷変動による電流変動と電圧変動の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリから流す電流の放電電流値を設定する設定部と、バッテリからの放電が所定の電流で行われ、前記設定部で設定された放電電流値の電流が前記バッテリから流れるように前記放電回路を制御して前記バッテリを放電させる放電制御部と、前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記バッテリから流れる電流の電流値と前記バッテリの電圧値を取得する取得部と、前記バッテリからの放電が所定の電流で行われているときに前記取得部が取得した電流値と電圧値に基づいて、前記バッテリの基準抵抗値及び前記バッテリの内部抵抗値を検知する検知部と、を備える。
【０００７】
本発明の一態様に係る状態検知システムにおいては、前記設定部は、前記バッテリからの放電が前記所定の電流で行われているときの前記放電回路における電圧降下が所定の範囲となるように前記放電電流値を設定してもよい。
【０００８】
本発明の一態様に係る状態検知システムにおいては、前記設定部は、前記バッテリからの放電が前記所定の電流で行われているときに、負荷電流変動による電圧変動に対して、前記放電回路における電圧降下が所定の閾値以上に大きくなるように前記放電電流値を設定してもよい。
【０００９】
本発明の一態様に係る状態検知システムにおいては、前記設定部は、前記バッテリからの最初の放電のときは、予め設定された初期電流値を前記放電電流値として設定し、前記バッテリからの電流の２回目以降の放電のときは、前記放電回路における電圧降下が所定の範囲となる電流値を前記放電電流値として設定するようにしてもよい。
【００１０】
本発明の一態様に係る状態検知システムにおいては、前記設定部は、前記バッテリからの最初の放電で前記放電回路における電圧降下が過大である場合、前記バッテリからの電流の２回目以降の放電では前記放電回路における電圧降下が過大とならないように前記放電電流値を設定し、前記バッテリからの最初の放電で前記放電回路における電圧降下が過少である場合、前記バッテリからの２回目以降の放電では前記放電回路における電圧降下が過少とならないように前記放電電流値を設定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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