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公開番号2025158270
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024060648
出願日2024-04-04
発明の名称バッテリーマネージメントシステム、および、バッテリーマネージメント方法
出願人Astemo株式会社
代理人ポレール弁理士法人
主分類G01R 31/389 20190101AFI20251009BHJP(測定;試験)
要約【課題】車載バッテリーの交流インピーダンス測定時間を短縮し、交流インピーダンス測定時の車載バッテリーに対する充放電負荷を軽減できる、バッテリーマネージメントシステムを提供する。
【解決手段】車載バッテリーの電圧を測定して電圧データを伝送する電圧データ伝送ステップと、車載バッテリーに充放電される電流を測定して電流データを伝送する電流データ伝送ステップと、電圧データと電流データに基づいて車載バッテリーを管理するバッテリー管理ステップと、を備え、バッテリー管理ステップでは、所定の交流信号を車載バッテリーへ印加せずに測定した、電圧データと電流データに基づいて、単電池セルの交流インピーダンスを演算する第1演算モードと、所定の交流信号を車載バッテリーへ印加して測定した、電圧データと電流データに基づいて、単電池セルの交流インピーダンスを演算する第2演算モードと、を実行可能であるバッテリーマネージメント方法。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
移動体の車載バッテリーを管理するバッテリーマネージメントシステムであって、
複数の単電池セルを内蔵する車載バッテリーと、
各単電池セルの電圧を測定して電圧データを伝送するデータ伝送装置と、
前記車載バッテリーに充放電される電流を測定して電流データを伝送する電流センサと、
前記電圧データと前記電流データに基づいて前記車載バッテリーを管理するバッテリー管理装置と、を備え、
前記バッテリー管理装置は、
所定の交流信号を前記車載バッテリーへ印加または重畳せずに測定した、前記電圧データと前記電流データに基づいて、前記単電池セルの交流インピーダンスを演算する第１演算モードと、
所定の交流信号を前記車載バッテリーへ印加または重畳して測定した、前記電圧データと前記電流データに基づいて、前記単電池セルの交流インピーダンスを演算する第２演算モードと、
を実行可能であることを特徴とするバッテリーマネージメントシステム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１演算モードでは、ＦＦＴ法で交流インピーダンスを演算し、
前記第２演算モードでは、ＦＲＡ法で交流インピーダンスを演算することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーマネージメントシステム。
【請求項３】
前記電圧データおよび前記電流データに様々な周波数を含む前記車載バッテリーの非定常状態時に前記第１演算モードを実行し、
前記車載バッテリーの定常状態時に、前記第２演算モードを実行することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーマネージメントシステム。
【請求項４】
前記第２演算モードは、前記第１演算モードの実行の結果、
所定の周波数で交流インピーダンスを測定できなかった場合、
前記車載バッテリーの容量劣化が所定の値以下となった場合、
または、前記単電池セルの充電率のバランシングが必要となった場合、
の少なくとも一つに該当する場合に実行されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーマネージメントシステム。
【請求項５】
前記第２演算モードで演算した交流インピーダンスを用いて、前記第１演算モードで演算した交流インピーダンスを補正することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーマネージメントシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のバッテリーマネージメントシステムにおいて、
前記電圧データおよび前記電流データの取得時刻に時間差がある場合は、その時間差を補正した電圧データおよび前記電流データに基づいて、前記単電池セルの交流インピーダンスを演算することを特徴とするバッテリーマネージメントシステム。
【請求項７】
複数の単電池セルを内蔵する車載バッテリーを管理するバッテリーマネージメント方法であって、
各単電池セルの電圧を測定して電圧データを伝送する電圧データ伝送ステップと、
前記車載バッテリーに充放電される電流を測定して電流データを伝送する電流データ伝送ステップと、
前記電圧データと前記電流データに基づいて前記車載バッテリーを管理するバッテリー管理ステップと、を備え、
前記バッテリー管理ステップでは、
所定の交流信号を前記車載バッテリーへ印加または重畳せずに測定した、前記電圧データと前記電流データに基づいて、前記単電池セルの交流インピーダンスを演算する第１演算モードと、
所定の交流信号を前記車載バッテリーへ印加または重畳して測定した、前記電圧データと前記電流データに基づいて、前記単電池セルの交流インピーダンスを演算する第２演算モードと、
を実行可能であることを特徴とするバッテリーマネージメント方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリーを管理する、バッテリーマネージメントシステム、および、バッテリーマネージメント方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＢＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等の移動体に搭載するバッテリー（以下、「車載バッテリー」と称する）には、使用状況に応じて経時劣化するという性質がある。ここで、バッテリーの劣化程度や劣化原因の検査方法の一種として、バッテリーの交流インピーダンスの変化を監視する方法が知られている。また、バッテリーの交流インピーダンスの測定方法の一種として、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）法が知られている。
【０００３】
このＦＲＡ法は、定常状態のバッテリーに、１Ｈｚ以下から数ｋＨｚに亘る広い周波数範囲で複数の交流信号（交流電流、または、交流電圧）を順次印加または順次重畳し、その時に測定された電流時系列データと電圧時系列データに基づいて交流インピーダンスを演算するという、交流インピーダンス測定器でも使用される高精度な測定方法である。
【０００４】
しかし、上記の機序を採用するＦＲＡ法では、交流インピーダンスの測定完了までに相当の時間を要するため、連続的または散発的な充放電の影響でバッテリーの定常状態を長く維持できない移動体の走行時には、ＦＲＡ法を利用して交流インピーダンスを測定することは難しかった。
【０００５】
また、ＦＲＡ法による交流インピーダンス測定時には、本来不要な交流信号をバッテリーに印加または重畳する必要があるため、バッテリーで発生する本来不要な充放電負荷に起因し、バッテリーの容量が少なくなったり、発熱によるバッテリー劣化が促進したりする懸念もある。
【０００６】
ここで、ＦＲＡ法以外の交流インピーダンス測定方法に関し、特許文献１の段落００３４には、「インピーダンス演算部（測定手段）１４０は、電圧センサ１４１によって検出される燃料電池４０の電圧（ＦＣ電圧）Ｖｆ及び電流センサ１４２によって検出される燃料電池４０の電流（ＦＣ電流）Ｉｆを所定のサンプリングレートでサンプリングし、フーリエ変換処理（ＦＦＴ演算処理やＤＦＴ演算処理）などを施す。インピーダンス演算部１４０は、フーリエ変換処理後のＦＣ電圧信号をフーリエ変換処理後のＦＣ電流信号で除するなどして燃料電池４０のインピーダンスを求める。」との記載があり、フーリエ変換処理を利用した交流インピーダンスの測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の段落００３２で「図４は、重畳信号生成部１２５によって生成されるインピーダンス測定用信号の信号波形を例示した図である。図４に示すように、重複信号生成部１２５は、振幅値が徐々に変化（徐変）するインピーダンス測定信号（例えば特定周波数のサイン波など）を生成する。」と説明されるように、特許文献１で利用するインピーダンス測定用信号は、固定周波数の信号である。
【０００９】
そのため、１回の測定だけでは、フーリエ変換処理による交流インピーダンス演算に必要なＦＣ電圧データとＦＣ電流データを揃えることができず、異なる周波数のインピーダンス測定用信号を用いた複数回のデータ採取を実施して十分なＦＣ電圧データとＦＣ電流データを取得する必要があった。従って、特許文献１の技術を利用して交流インピーダンスを演算する場合も、上記のＦＲＡ法と同様に、交流インピーダンスの測定に要する時間が長くなるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、車載バッテリーの交流インピーダンス測定時間を短縮し、さらに、交流インピーダンス測定時の車載バッテリーに対する充放電負荷を軽減することができる、バッテリーマネージメントシステム、および、バッテリーマネージメント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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