[发明专利]电池状态检测装置

说明书

提供了一种适用于检测安装于车辆的电池的状态的电池状态检测装置。μCOM(140)使用第一电容器(113)来测量电池电压的第一样本，并且在已经过去预定的待用时间之后，使用第二电容器(114)执行采样保持处理，以进行电池电压的第二采样保持。当满足电池电流在第一采样保持和第二采样保持期间均为恒定并且电池电流在待用时间期间波动的条件时，μCOM(140)基于差分放大器(111)的输出来检测电池的状态。

技术领域

本发明涉及一种电池状态检测装置。

背景技术

例如，在使用电动机行驶的电动车辆(EV)中、在利用作为动力源的电动机和发动机的组合使用而行驶的诸如混合动力车辆(HEV)这样的电动车辆中，安装了诸如锂离子可充电电池和镍氢可充电电池这样的二次电池。

这样的二次电池通过重复充电和放电而劣化，并且可存储容量(电流容量、电力容量等)逐渐减小。这样，在使用二次电池的电动车辆等中，通过检测二次电池的劣化程度得到可存储容量，并从而计算利用该二次电池能够行驶的距离、二次电池的寿命等。

作为二次电池的劣化程度的一个指标，使用了作为当前可存储容量与初始可存储容量的比率的SOH(健康状态)。已知该SOH与二次电池的内部电阻相互关联。因此，检测二次电池的内部电阻使得能够基于该内部电阻得到SOH。

一般地，内部电阻很小，所以难以得到充分的检测精度，并且专利文献1公开了一种提高了内部电阻的检测精度的电池状态检测装置。

图7是示出在专利文献1中描述的电池状态检测装置500的示意性构造的图。要检测的二次电池B具有产生电压的电动势部分e和内部电阻r。检测该内部电阻r能够得到二次电池B的SOH。

二次电池B在两个电极(正电极Bp和负电极Bn)之间产生电压V，通过由电动势部分e产生的电动势所产生的电压Ve和由流经内部电阻r的电流所产生的电压Vr来确定电压V(V＝Ve+Vr)。二次电池B的负电极Bn连接于基准电位G。

电池状态检测装置500包括：差分放大单元511、转接开关512、第一电容器513、第二电容器514、充电单元515、第一模数转换器(ADC)521、第二模数转换器(ADC)522和微计算机(μCOM)540。

在该图中所示的构造中，当μCOM 540将充电开始控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515时，充电单元515开始使预定的恒定充电电流Ic流动。结果，开始二次电池B的充电。

当充电开始时，μCOM 540控制转接开关512，使得二次电池B的正电极Bp与第一电容器513连接。结果，在充电期间，第一电容器513被充电并且保持(采样和保持)为二次电池B的两个电极之间的电压V1＝Ve+r·Ic。

接着，当通过输入端口PI1获取的二次电池B的两个电极之间的电压达到预定的状态检测电压时，μCOM 540通过输出端口PO1控制转接开关512，并且将二次电池B的正电极Bp与第二电容器514连接，并且将充电停止控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515。

结果，在充电停止期间，当通向二次电池B的充电电流Ic停止并且第二电容器514的存储状态稳定时，第二电容器514被采样和保持为二次电池B的两个电极之间的电压V2＝Ve。

在该状态下，μCOM 540通过输入端口PI2检测差分放大器511输出的差分电压Vm。然后，将检测的差分电压Vm除以差分放大器511的放大因数A，再除以充电电流Ic，并且检测了二次电池B的内部电阻r(＝(Vm/Av)/Ic)。

最终，μCOM 540将充电开始信号的控制信号通过输出端口PO2发送到充电单元515。充电单元515根据该控制信号开始使预定的恒定充电电流Ic再次流到二次电池B中。结果，开始充电，并且电池状态检测过程结束。

专利文献