(57)【要約】【課題】構成を従来よりも複雑にすることなく二次電池のインピーダンスを検出することができる。【解決手段】劣化検出用信号を生成する信号生成部と、前記劣化検出用信号を二次電池に供給する信号供給部と、前記二次電池から得られた前記劣化検出用信号を少なくとも含む披検知信号から前記劣化検出用信号を取り出す抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部から抽出された前記劣化検出用信号に基づいて前記二次電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗算出部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
劣化検出用信号を生成する信号生成部と、
前記劣化検出用信号を二次電池に供給する信号供給部と、
前記二次電池から得られた前記劣化検出用信号を少なくとも含む披検知信号から該劣化検出用信号を抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により抽出された前記劣化検出用信号に基づいて前記二次電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗算出部と、
を備えることを特徴とする電池状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、二次電池の内部インピーダンスを検出することで、その二次電池の状態を検出する電池状態検出装置が記載されている。
上記電池状態検出装置は、二次電池に向けて直流成分と交流成分とを含む脈流電流を出力し、その二次電池の両電極間の電圧値及び二次電池に流れる電流値のそれぞれから交流成分の実効値を取り出す。そして、上記電池状態検出装置は、取り出した交流成分の各実効値に基づいて二次電池の内部インピーダンスを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３２００１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、特許文献１に記載の電池状態検出装置は、二次電池の内部インピーダンスを検出するために、二次電池を流れる電流値を検出する電流検出部、二次電池の両電極間の電圧値を検出する電圧検出部、電流検出部が検出した電流値から交流成分の実効値を取り出す電流信号バイパス回路部分、及び電圧検出部が検出した電圧値から交流成分の実効値を取り出す電圧信号バイパス回路部分等を備える必要があり、構成が複雑である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、構成を従来よりも複雑にすることなく二次電池のインピーダンスを検出可能な電池状態検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、劣化検出用信号を生成する信号生成部と、前記劣化検出用信号を二次電池に供給する信号供給部と、前記二次電池から得られた前記劣化検出用信号を少なくとも含む披検知信号から該劣化検出用信号を抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部により抽出された前記劣化検出用信号に基づいて前記二次電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗算出部と、を備えることを特徴とする電池状態検出装置である。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、構成を従来よりも複雑にすることなく二次電池のインピーダンスを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池状態検出装置の概略構成図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る電池状態検出装置を、図１を用いて説明する。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る電池状態検出装置Ａは、二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃを検出することで、その二次電池Ｂの状態を検出する。ここで、二次電池Ｂの状態とは、例えば、電池劣化状態（SOH：State of Health）である。
【００１１】
図１に示すように、電池状態検出装置Ａは、高圧ＣＰＵ１、コンデンサ２，３、及び信号調整部４を備える。なお、コンデンサ２は、本発明の「信号供給部」の一例である。コンデンサ３及び信号調整部４は、本発明の「信号抽出部」の一例である。
【００１２】
高圧ＣＰＵ１は、信号生成部１１及び内部抵抗算出部１２を備える。
信号生成部１１は、低圧ＣＰＵ５と絶縁通信することで、低圧ＣＰＵ５から指令信号を取得した場合には、電池状態検出装置Ａ内に設けられた内部電源から内部電源電圧Ｖｃｃに基づいて、劣化検出信号を生成する。この劣化検出信号は、任意の周波数の交流信号である。信号生成部１１は、生成した劣化検出信号を、コンデンサ２を介して二次電池Ｂに出力する。以下、信号生成部１１から出力される劣化検出信号を、「第１の劣化検出信号」と称する。
【００１３】
内部抵抗算出部１２は、信号調整部４から出力される交流信号に基づいて、二次電池Ｂの内部インピーダンス（内部抵抗値）Ｚａｃを算出する。内部抵抗算出部１２は、例えば予め設定された計算式やマップに基づき決定してもよい。これら計算式やマップは、例えば、信号調整部４から出力される交流信号の波高値Ｖｐｐに基づいて、内部インピーダンスＺａｃが決定できるように、実験的又は理論的に定めればよい。上記マップを用いる場合には、各波高値Ｖｐｐと、その波高値Ｖｐｐごとに関連付けられた内部インピーダンスＺａｃとを備えるマップを高圧ＣＰＵ１の記憶部（不図示）に予め記憶されていてもよい。そして、内部抵抗算出部１２は、信号調整部４から出力される交流信号の波高値Ｖｐｐに対応する内部インピーダンスＺａｃを上記マップから取得することで、二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃを算出する。
【００１４】
コンデンサ２は、一端が信号生成部１１に接続され、他端が二次電池Ｂの正極端子Ｐに接続されている。コンデンサ２は、信号生成部１１と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間に直列に接続されている。また、二次電池Ｂの負極端子Ｎは、電池状態検出装置Ａの基準電圧（例えば、シグナルグランド）に接続されている。
【００１５】
ここで、信号生成部１１から第１の劣化検出信号が出力されると、この第１の劣化検出信号の電圧レベルは、コンデンサ２の他端と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間において、コンデンサ２のインピーダンスＺｃと二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃとにより分圧された値となる。以下、コンデンサ２のインピーダンスＺｃと二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃとにより分圧された第１の劣化検出信号を、「第２の劣化検出信号」と称する。これにより、第２の劣化検出信号の波高値Ｖｐｐは、以下の式で表される。
【００１６】
波高値Ｖｐｐ＝第１の劣化検出信号の波高値×（Ｚａｃ／（Ｚｃ＋Ｚａｃ））      …（１）
【００１７】
ただし、二次電池Ｂの端子間電圧Ｖｐｎにより、コンデンサ２の他端と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間の信号（以下、「披検知信号」という。）は、端子間電圧Ｖｐｎに、上述した第２の劣化検出信号が加算された信号となる。
【００１８】
コンデンサ３の一端は、コンデンサ２の他端と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間に接続されている。また、コンデンサ３の他端は、信号調整部４の入力に接続されている。コンデンサ３は、披検知信号から直流成分を除去する、いわゆるカップリングコンデンサである。換言すれば、コンデンサ３は、披検知信号から直流成分である端子間電圧Ｖｐｎを除去し、交流成分である第２の劣化検出信号を抽出する。
【００１９】
信号調整部４は、披検知信号から直流成分が除去された第２の劣化検出信号の電圧レベルを調整する。例えば、信号調整部４は、反転増幅回路であって、披検知信号から直流成分が除去された信号を増幅する。具体的には、披検知信号から直流成分が除去された信号は、０Ｖを基準とした交流信号となる。したがって、この信号を高圧ＣＰＵ１が読み取り可能な範囲の信号に変換する必要がある。そのため、本実施形態では、信号調整部４は、披検知信号から直流成分が除去された信号を、Ｖｃｃ／２だけオフセットして、高圧ＣＰＵ１に出力する。
【００２０】
以下に、電池状態検出装置Ａが内部インピーダンスＺａｃを検出する動作について、説明する。
高圧ＣＰＵ１は、低圧ＣＰＵ５と絶縁通信することで、低圧ＣＰＵ５から指令信号を取得する。そして、高圧ＣＰＵ１は、その指令信号を取得すると、内部インピーダンスＺａｃを検出する動作を開始する。
【００２１】
まず、信号生成部１１は、電池状態検出装置Ａ内に設けられた内部電源から内部電源電圧Ｖｃｃを取得し、この取得した内部電源電圧Ｖｃｃに基づいて、任意の周波数の交流信号である第１の劣化検出信号を生成する。そして、信号生成部１１は、生成した第１の劣化検出信号を、コンデンサ２を介して二次電池Ｂに出力する。
【００２２】
ここで、コンデンサ２の他端と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間における第１の劣化検出信号、すなわち第２の劣化検出信号の電圧レベルは、コンデンサ２のインピーダンスＺｃと二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃとにより分圧された値となる。ただし、コンデンサ２の他端と二次電池Ｂの正極端子Ｐとの間には、二次電池Ｂの出力電圧である直流の端子間電圧Ｖｐｎが印加されている。そのため、コンデンサ３の一端に入力される信号は、端子間電圧Ｖｐｎに第２の劣化検出信号が加算された信号となる。
【００２３】
この披検知信号は、コンデンサ３の一端に入力され、このコンデンサ３により、直流成分である端子間電圧Ｖｐｎが除去される。したがって、コンデンサ３の他端からは、披検知信号の交流成分である第２の劣化検出信号のみが出力される。そして、信号調整部４は、コンデンサ３から出力された第２の劣化検出信号をＶｃｃ／２だけオフセットすることで、該第２の劣化検出信号を、高圧ＣＰＵ１が読み取り可能な範囲の信号に変換し、内部抵抗算出部１２に出力する。
【００２４】
内部抵抗算出部１２は、信号調整部４から出力された交流信号である第２の劣化検出信号の波高値Ｖｐｐを読み取る。そして、内部抵抗算出部１２は、読み取った第２の劣化検出信号の波高値Ｖｐｐに対応する内部インピーダンスＺａｃを上記マップから取得することで、二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃを算出する。
【００２５】
上述したように、本発明の一実施形態に係る電池状態検出装置Ａは、高圧ＣＰＵから二次電池Ｂに交流信号である劣化検出用信号を、コンデンサ２と二次電池Ｂとからなる分圧回路に出力した場合に、この分圧回路により分圧された劣化検出用信号の波高値に基づいて、該二次電池Ｂの内部インピーダンスＺａｃを算出する。これにより、電池状態検出装置Ａは、従来よりも構成を複雑にすることなく二次電池のインピーダンスを検出することができる。
【００２６】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  電池状態検出装置
Ｂ  二次電池
１  高圧ＣＰＵ
２，３  コンデンサ
４  信号調整部
５  低圧ＣＰＵ
１１  信号生成部
１２  内部抵抗算出部
【図１】
2018194461.tif 000003