电池监视装置的制作方法

电池监视装置
相关申请的相互援引
1.本技术以2019年10月30日提交申请的日本专利申请第2019-197376号为基础，将其记载内容援引于此。
技术领域
2.本公开涉及一种电池监视装置。


背景技术：

3.以往，为了对蓄电池的状态进行监视，对蓄电池的复阻抗进行测定(例如专利文献1、专利文献2)。在专利文献1所记载的公开中，通过功率控制器对蓄电池施加矩形波信号(交流电流)，并且对其响应信号(电压变动)进行傅立叶变换，根据得到的结果，计算出复阻抗特性。接着，基于该复阻抗特性来对蓄电池的劣化状态等进行判别。
4.此外，专利文献2中，使正弦波电流(交流电流)从振荡器向蓄电池流动，其响应信号(电压变动)由锁相放大器检测出，基于其检测结果，计算出复阻抗特性。此外，基于该复阻抗特性来对蓄电池的劣化状态等进行判别。
5.现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特许第6226261号公报专利文献2：日本专利特开2018-190502号公报


技术实现要素：

6.然而，从蓄电池产生的响应信号有可能变成噪声。即，当响应信号作为外部噪声而传播时，存在产生无线电噪声的情况。此外，其他设备有可能因噪声而误工作。
7.本公开是鉴于上述技术问题而作出的，其目的在于提供一种能够抑制噪声的电池监视装置。
8.解决上述技术问题的手段是，在应用于包括电解质及多个电极的多个电池单体串联连接的电池包且对各所述电池单体的状态进行监视的电池监视装置中，包括：电流产生部，所述电流产生部使交流电流分别在各所述电池单体中流动；电压获取部，所述电压获取部分别对所述交流电流流动时的各所述电池单体的电压变动进行获取；运算部，所述运算部基于在各所述电池单体中流动的交流电流以及由所述电压获取部获取的电压变动，针对各所述电池单体的每一个分别计算所述电池单体的阻抗和所述交流电流与所述电压变动的相位差；以及电流控制部，所述电流控制部针对各所述电池单体的每一个对所述电流产生部指定所述交流电流的振幅和相位，所述电流控制部以使各所述电池单体的电压变动的总和值成为阈值以下的方式，基于由所述运算部计算出的各所述电池单体的阻抗和相位差，针对各所述电池单体的每一个特定出流动的交流电流的振幅和相位中的至少一方，并对各电池单体指定特定出的交流电流的振幅和相位中的至少一方。
9.在上述结构中，以使各电池单体的电压变动的总和值成为阈值以下的方式，基于由所述运算部计算出的各电池单体的阻抗以及相位差，针对各电池单体的每一个特定出流动的交流电流的振幅和相位中的至少一方。因此，即便不设置滤波器等噪声抑制用电路，也能抑制电池包整体的电压变动，抑制噪声。
附图说明
10.参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。图1是电源系统的示意结构图。图2是电池监视装置的结构图。图3是阻抗检测部的结构图。图4是示出现有的交流电流和电压变动的矢量图。图5是示出交流电流和电压变动的矢量图。图6是示出阻抗检测处理的流程的流程图。图7是示出第二实施方式的交流电流和电压变动的矢量图。图8是示出第三实施方式的交流电流和电压变动的矢量图。图9是示出第三实施方式中的指定值设定处理的流程的流程图。图10是示出第四实施方式的交流电流和电压变动的矢量图。图11是示出第四实施方式的电压变动的图。图12是示出第四实施方式中的指定值设定处理的流程的流程图。图13是示出第五实施方式的交流电流和电压变动的矢量图。图14是示出第五实施方式的电压变动的图。图15是示出第五实施方式中的阻抗检测处理的流程的流程图。
具体实施方式
11.(第一实施方式)以下，参照附图，对将“电池监视装置”应用于车辆(例如，混合动力车、电动汽车)的电源系统的第一实施方式进行说明。
12.如图1所示，电源系统10包括：作为旋转电机的电动机20；作为针对电动机20流过三相电流的电力转换器的逆变器30；能充放电的电池包40；对电池包40的状态进行监视的电池监视装置50；以及对电动机20等进行控制的ecu 100。
13.电动机20能够与未图示的驱动轮进行动力传递。在本实施方式中，作为电动机20，使用三相的永磁体同步电动机。
14.逆变器30由具有上、下臂的全桥电路构成，该上、下臂的数量与相绕组的相数相同，通过设置于各臂的开关(igbt等半导体开关元件)的接通、断开来对各相绕组中的通电电流进行调节。
15.在逆变器30中设置有未图示的逆变器控制装置，逆变器控制装置基于电动机20中的各种检测信息、动力运行驱动和发电的请求，通过逆变器30中的各开关的接通、断开来实施通电控制。由此，逆变器控制装置从电池包40经由逆变器30向电动机20供给电力来对电
动机20的动力运行进行驱动。此外，逆变器控制装置基于来自驱动轮的动力来使电动机20发电，经由逆变器30对发电电力进行转换并供给到电池包40，从而使电池包40充电。
16.电池包40经由逆变器30与电动机20电连接。电池包40例如具有百v以上的端子间电压，由多个电池模组41串联连接而构成。电池模组41由多个电池单体42串联连接而构成。作为电池单体42，例如能够使用锂离子蓄电池、镍氢蓄电池。各电池单体42是具有电解质和多个电极的蓄电池。在本实施方式中，电池模组41由六个电池单体42串联连接而构成。
17.在与电池包40的正极侧电源端子连接的正极侧电源路径l1上连接有逆变器30等电负载的正极侧端子。同样地，在与电池包40的负极侧端子连接的负极侧电源路径l2上连接有逆变器30等电负载的负极侧端子。另外，在正极侧电源路径l1及负极侧电源路径l2上分别设置有继电器开关smr(系统主继电器开关)，并且构成为能够通过继电器开关smr来对通电和通电切断进行切换。
18.电池监视装置50是对各电池单体42的蓄电状态(soc)和劣化状态(soh)等进行监视的装置。电池监视装置50与ecu 100连接，并且输出各电池单体42的状态等。稍后将对电池监视装置50的结构进行描述。
19.ecu 100基于各种信息针对逆变器控制装置进行动力运行驱动和发电的请求。各种信息例如包括加速器和致动器的操作信息、车速、电池包40的状态等。
20.接着，对电池监视装置50进行详细说明。如图2所示，在第一实施方式中，电池监视装置50针对每个电池单体42设置有阻抗检测部60。此外，电池监视装置50中，从各阻抗检测部60将各电池单体42的信息输入，并且设置有对各阻抗检测部60进行指示的作为电流控制部的控制装置90。
21.基于图3对阻抗检测部60进行说明。阻抗检测部60包括作为运算部的运算装置61以及作为电流产生部及电压获取部的锁相放大器62。运算装置61具有根据来自控制装置90的指示对锁相放大器62进行指示，经由锁相放大器62获取作为监视对象的电池单体42的各种信息的功能。此外，运算装置61具有基于获取的各种信息进行运算的功能、对控制装置90输出运算结果的功能等。后面对运算装置61的详细结构进行描述。
22.接着，对锁相放大器62进行说明。锁相放大器62包括振荡电路71、da转换器72、ad转换器73、电流调制电路74、差动放大电路75、ad转换器76、相移电路77、第一乘法器78、第一积分器79、第一滤波器80、第二乘法器81、第二积分器82以及第二滤波器83。
23.振荡电路71与运算装置61连接，其是输出根据来自运算装置61的指示而设定的正弦波信号的电路。振荡电路71与第一乘法器78及相移电路77连接，针对第一乘法器78及相移电路77，将正弦波信号作为第一参照信号输出。此外，振荡电路71经由da转换器72与电流调制电路74连接，并且将正弦波信号作为指示信号输出至电流调制电路74。
24.电流调制电路74是将监视对象即电池单体42作为电源来使规定的交流电流(正弦波信号)流出(输出)的电路。具体地进行说明，电流调制电路74具有：半导体开关元件74a(例如mosfet)；以及与半导体开关元件74a串联连接的电阻74b。半导体开关元件74a的漏极端子与电池单体42的正极端子连接，半导体开关元件74a的源极端子与电阻74b的一端串联连接。此外，电阻74b的另一端与电池单体42的负极端子连接。半导体开关元件74a构成为能够在漏极端子与源极端子之间调节通电量。
25.此外，在电流调制电路74设置有与电阻74b的两端连接的电流检测放大器74c。电
流检测放大器74c构成为对电阻74b中流动的电流进行检测并作为反馈信号输出。上述反馈信号经由ad转换器73转换为数字信号(反馈信号if)，并输出至运算装置61。
26.此外，在电流调制电路74中设置有反馈电路74d。反馈电路74d构成为从振荡电路71经由da转换器72输入指示信号，并且从电流检测放大器74c输入反馈信号。此外，构成为将指示信号与反馈信号进行比较，并且将比较的结果输出到半导体开关元件74a的栅极端子。
27.半导体开关元件74a基于来自反馈电路74d的信号，对施加于栅极与源极间的电压进行调节，以对栅极与源极间的电流量进行调节，从而使由指示信号指示的交流电流(正弦波信号)从电池单体42输出。另外，在由指示信号指示的波形与实际在电阻74b中流动的电流波形之间产生误差的情况下，半导体开关元件74a基于来自反馈电路74d的信号调节电流量，以修正该误差。由此，使在电阻74b(即电池单体42)中流动的交流电流(正弦波信号)稳定。
28.差动放大电路75与作为监视对象的电池单体42连接。差动放大电路75具有在交流电流流过电池单体42的情况下，在电池单体42的端子间，输入反映了电池单体42的内部复阻抗信息的电压变动，进行放大并输出的功能。此外，差动放大电路75构成为与ad转换器76连接，经由ad转换器76将输入的电压变动(响应信号)分别输出至第一乘法器78及第二乘法器81。
29.第一乘法器78将从振荡电路71输入的第一参照信号与电压变动(响应信号)相乘并输出至第一积分器79。第一积分器79将从第一乘法器78输入的值平均化，经由作为低通滤波器的第一滤波器80输出至运算装置61。从第一滤波器80输出至运算装置61的值是与电压变动的实部对应的值。另外，将与电压变动的实部对应的值表示为re_vi(i＝1、2
…
6)。
30.第二乘法器81经由相移电路77与振荡电路71连接，并且输入有第二参照信号。第二参照信号是使第一参照信号的相位前进90度(π/2)的信号。相移电路77使从振荡电路71输入的正弦波信号(第一参照信号)的相位前进，并且作为第二参照信号输出。
31.第二乘法器81将第二参照信号与电压变动(响应信号)相乘并输出至第二积分器82。第二积分器82将从第二乘法器81输入的值平均化，经由作为低通滤波器的第二滤波器83输出至运算装置61。经由第二滤波器83输入至运算装置61的值是与电压变动的虚部对应的值。另外，将与电压变动的虚部对应的值表示为im_vi(i＝1、2
…
6)。
32.运算装置61是包括cpu、存储器(ram、rom)等的微型计算机等，构成为能执行各种运算处理。例如，运算装置61从滤波器80、83获取re_vi(i＝1、2
…
6)和im_vi(i＝1、2
…
6)，基于这些值以及交流电流的振幅is，通过数学式(11)～(13)，计算阻抗zi(更详细而言，绝对值|zi|)以及相位差θi。另外，相位差θi是指交流电流的相位与电压变动(响应信号)的相位的相位差。此外，在本实施方式中，交流电流的振幅is基于从运算装置61向锁相放大器62的指示(振幅指定值isi)，但也可以基于反馈信号if。
33.[数学式1]θi＝arctan(re_vi/im_vi)
···
(12)|zi|＝|vi|/|is|
···
(13)
运算装置61将计算出的阻抗zi及相位差θi输出至控制装置90。控制装置90对其进行存储。此外，控制装置90通过在规定的测定范围内对从电池单体42输出的交流电流的频率(测定频率fs)进行扫描，获取多个频率下的阻抗zi及相位差θi(复阻抗的频率特性)。接着，控制装置90基于上述计算结果，制作科尔-科尔图(日文：
コールコールプロット
)，掌握电极以及电解质等的特性。例如，掌握蓄电状态(soc)、劣化状态(soh)，将结果输出至ecu 100。另外，虽然省略了图示以及详细说明，但运算装置61构成为能获取电池单体42的端子间电压(直流电压)。
[0034]
如上所述，基于电池单体42的电压变动来计算电池单体42的阻抗zi。接着，各电池单体42的电压变动各自分别是微弱的变动。但是，电池包40是多个电池单体42串联连接而构成的。因此，存在电压变动叠加，变成大的电压变动，成为噪声的可能性。
[0035]
在此，基于图4对电压变动叠加的形态进行说明。以下，有时将交流电流流过时的电池单体42的电压变动表示为电压变动vi。另外，在图4中，以矢量来表现电压变动vi此外，在图4中，为了简化地进行说明，设想构成电池包40的电池单体42是第一电池单体42a和第二电池单体42b这两个的情况而进行说明。此外，以第一电池单体42a及第二电池单体42b的劣化状态、蓄电状态不同来进行说明。此外，在图4中，设为从第一电池单体42a及第二电池单体42b输出相同的交流电流。具体而言，将从第一电池单体42a及第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值is1、is2均设为“ia”。同样地，将从第一电池单体42a及第二电池单体42b输出的交流电流的相位均设为零(设为基准)。
[0036]
如图4所示，即便从第一电池单体42a及第二电池单体42b输出相同的交流电流，由于电池状态不同，因此，第一电池单体42a的电压变动v1与第二电池单体42b的电压变动v2的振幅(大小)不同。也就是说，由于第一电池单体42a与第二电池单体42b的阻抗z1、z2不同，因此，与之成比例的电压变动v1、v2的大小也不同。基于同样的理由，第一电池单体42a的电压变动v1相对于交流电流的相位差θ1和第二电池单体42b的电压变动v2相对于交流电流的相位差θ2的大小不同。
[0037]
因此，电压变动v1与电压变动v2的总和vt(矢量值的总和)不为零，根据情况的不同，变得比各电压变动v1、v2大。因此，当从各电池单体42同步地输出交流电流时，具有从电池包40产生较大的噪声的可能性。
[0038]
然而，已知各电池单体42的阻抗zi以及相位差θi依赖于蓄电状态(soc)、劣化状态(soh)等，只要测定频率不变，它们在短期内不会大幅变动。因而，在第一实施方式中，控制装置90以各电池单体42的电压变动vi的总和值为阈值以下的方式，基于计算出的各电池单体42的阻抗zi及相位差θi，特定出(计算出)使各电池单体42中流动的交流电流的振幅指定值isi及相位指定值θsi。接着，控制装置90对每个电池单体42指定特定出的振幅指定值isi及相位指定值θsi。
[0039]
具体而言，对控制装置90如何特定出指定值(振幅指定值isi及相位指定值θs)进行说明。首先，将构成电池包40(更详细而言电池模组41)的电池单体42分成一个组或多个组。此时，各个组包括至少两个以上的多个电池单体42。另外，也可以预先分组。
[0040]
接着，控制装置90以各个组所包括的各电池单体42的电压变动vi相互抵消而使总和值接近零的方式，确定应从各电池单体42输出的交流电流的振幅指定值isi及相位指定值θsi。
[0041]
在本实施方式中，以使组内所包括的电池单体42的电压变动vi的振幅完全相同的方式，基于各电池单体42的阻抗zi来确定交流电流的振幅指定值isi。即，阻抗zi与电压变动vi成比例关系。因此，在以组内所包括的任一个电池单体42为基准，并将从作为基准的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值isi设为“ia”的情况下，若取作为基准的电池单体42的阻抗za与对象电池单体42的阻抗zb的倒数比(日文：逆数比率)，即，若计算出ia
×
(za/zb)，则能特定出应从成为对象的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值ib。
[0042]
接着，如本实施方式那样，在使组内所包括的电池单体42的电压变动vi的振幅完全相同的情况下，以使组内的各电池单体42中的各电压变动vi的相位的偏差成为相同(等间隔)的方式确定相位指定值θsi。即，如上所述，相位差θi表示电压变动vi与交流电流的相位差。因此，以将360
°
除以组内所包括的电池单体42的数量，并使各电压变动vi的相位各错开计算出的值的方式，确定相位指定值θsi。即，考虑作为基准的电池单体42中的电压变动va的相位差θa、作为对象的电池单体42中的电压变动vb的相位差θb以及计算出的相位偏差，来确定使作为对象的电池单体42输出的交流电流的相位指定值θsb。
[0043]
在此，基于图5对上述确定方式进行具体说明。在图5中，设为组内包括第一电池单体42a和第二电池单体42b这两个电池单体42而进行说明。此外，将前次计算出的(即最新的)第一电池单体42a的阻抗设为“z1”，将相位差θi设为“θ1”。同样地，将前次计算出的(即最新的)第二电池单体42b的阻抗设为“z2”，将相位差θi设为“θ2”。此外，将从第一电池单体42a输出的交流电流的振幅指定值isi设为“is1”，将相位指定值θsi设为“θs1”。此外，将从第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值isi设为“is2”，将相位指定值θsi设为“θs2”。此外，在图5中，以流过第一电池单体42a的交流电流为基准，在复平面上以矢量表现出电压变动vi、交流电流以及阻抗zi。
[0044]
首先，为了使第一电池单体42a的电压变动v1与第二电池单体42b的电压变动v2相等，可以通过下述的式(14)，特定出应从第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值is2。
[0045]
is2＝is1
×
z1/z2
···
(14)此外，在使第一电池单体42a的电压变动v1的振幅与第二电池单体42b的电压变动v2的振幅相同的情况下，为了使电压变动相互抵消，需要使电压变动v1与电压变动v2的相位错开180
°
。也就是说，需要使电压变动v1、v2的相位错开将360
°
除以电池单体的数量“2”而特定出的值的量。
[0046]
因此，若以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准，则可以通过下述的式(15)特定出应从第二电池单体42b输出的交流电流的相位指定值θs2。另外，将从第一电池单体42a输出的交流电流的相位指定值θs1设为“0”。
[0047]
θs2＝θ1 180
°
－θ2
···
(15)接着，基于图6，对本实施方式的控制装置90所执行的阻抗检测处理进行说明。阻抗检测处理构成为在规定的时刻(例如系统起动时等)执行。另外，在本实施方式中，由电池监视装置50设为监视对象的电池模组41包括六个电池单体42，以下，有时表示为第一电池单体42a～第六电池单体42f。此外，将第一电池单体42a～第六电池单体42f分成三个组g1、g2、g3，组g1包括第一电池单体42a及第二电池单体42b，组g2包括第三电池单体42c及第四电池单体42d，组g3包括第五电池单体42e及第六电池单体42f。
[0048]
此外，有时将从第一电池单体42a～第六电池单体42f输出的交流电流的振幅指定值isi分别表示为振幅指定值is1～is6，将相位指定值θsi分别表示为相位指定值θs1～θs6。此外，将第一电池单体42a～第六电池单体42f的阻抗zi分别表示为阻抗z1～z6，将相位差θi分别表示为相位差θ1～θ6。
[0049]
当开始阻抗检测处理时，控制装置90设定初始值，以作为从各电池单体42输出的交流电流的振幅指定值isi及相位指定值θsi(步骤s101)。初始值可以是任意的值，但优选以抑制噪声的可能性变高的方式设定初始值。例如，理想的是，设定使从组g1～g3内的成对的电池单体42输出成为相同振幅且反相的交流电流的指定值，以作为初始值。
[0050]
具体而言，作为使第一电池单体42a～第六电池单体42f输出的交流电流的振幅指定值is1～is6的初始值，分别设定相同的值“ic”。另外，“ic”是任意的值。此外，作为第一电池单体42a、第三电池单体42c及第五电池单体42e输出的交流电流的相位指定值θs1、θs3、θs5的初始值，分别设定0
°
。作为第二电池单体42b、第四电池单体42d及第六电池单体42f输出的交流电流的相位指定值θs2、θs4、θs6的初始值，分别设定180
°
。
[0051]
此外，控制装置90将初始值设定作为交流电流的频率(测定频率fs)(步骤s102)。测定频率fs构成为从规定的测定范围内确定，本实施方式中的初始值设为测定范围中的最小值。
[0052]
此外，控制装置90对第一电池单体42a～第六电池单体42f的各阻抗检测部60分别输出(指示)振幅指定值is1～is6、相位指定值θs1～θs6以及测定频率fs，指示阻抗的检测(步骤s103)。
[0053]
另外，在开始阻抗检测处理且执行最初的步骤s103的情况下，作为振幅指定值is1～is6及相位指定值θs1～θs6，控制装置90分别输出在步骤s101中设定的初始值。同样地，在开始阻抗检测处理且执行最初的步骤s103的情况下，作为测定频率fs，控制装置90输出在步骤s102中设定的初始值。
[0054]
另一方面，在执行第二次以后的步骤s103的情况下，作为振幅指定值is1～is6及相位指定值θs1～θs6，控制装置90分别输出在下述的步骤s105中设定的值。同样地，在执行第二次以后的步骤s103的情况下，作为测定频率fs，控制装置90输出在下述的步骤s107中设定的值。
[0055]
当分别输出振幅指定值is1～is6、相位指定值θs1～θs6以及测定频率fs时，各阻抗检测部60基于上述指定值使交流电流从第一电池单体42a～第六电池单体42f输出。
[0056]
此外，各阻抗检测部60分别将基于交流电流的第一电池单体42a～第六电池单体42f的电压变动v1～v6输入，并基于电压变动v1～v6，如上所述地计算出阻抗z1～z6及相位差θ1～θ6，以针对控制装置90输出。
[0057]
控制装置90输入(获取)计算结果(阻抗z1～z6及相位差θ1～θ6)(步骤s104)。然后，控制装置90转移至步骤s105，以执行指定值设定处理。即，控制装置90以使各电池单体42的电压变动v1～v6的总和值成为阈值以下的方式，基于计算出的各电池单体42的阻抗z1～z6及相位差θ1～θ6，特定出(计算出)使在各电池单体42中流动的交流电流的振幅指定值is1～is6及相位指定值θs1～θs6(步骤s105)。
[0058]
具体而言，基于以下的数学式(16)～(27)来特定出振幅指定值is及相位指定值θs。另外，在数学式(16)～(21)中，“id”是任意的值，可以是与初始值相同的值，也可以与初
始值不同。
[0059]
is1＝id
···
(16)is2＝is1
×
z1/z2
···
(17)is3＝id
···
(18)is4＝is3
×
z3/z4
···
(19)is5＝id
···
(20)is6＝is5
×
z5/z6
···
(21)θs1＝0
°
···
(22)θs2＝θ1 180
°
－θ2
···
(23)θs3＝0
°
···
(24)θs4＝θ3 180
°
－θ4
···
(25)θs5＝0
°
···
(26)θs6＝θ5 180
°
－θ6
···
(27)当阻抗检测处理未结束时，在步骤s105中设定的振幅指定值is1～is6及相位指定值θs1～θs6在下一次的步骤s103中输出。此外，控制装置90对是否扫描了测定范围内的所有频率以作为测定频率fs进行判断(步骤s106)。具体而言，通过对测定频率fs是否与测定范围的最大值一致进行判断，来对是否扫描了测定范围内的所有频率进行判断。
[0060]
在上述判断结果为肯定的情况下，控制装置90结束阻抗检测处理。另一方面，在步骤s106的判断结果为否定的情况下，控制装置90更新测定频率fs(步骤s107)，并再次执行步骤s103的处理。更新方法是任意的，但例如可以使测定频率fs加上规定值来设定新的测定频率fs。另外，在加上的规定值较大的情况下，由于有时阻抗等会大幅变化，因此，理想的是，测定频率fs的变化幅度尽量小。
[0061]
以上，第一实施方式的电池监视装置50具有以下的效果。
[0062]
基于以使各电池单体42的电压变动vi的总和值成为零的方式通过运算装置61计算出的电池单体42的阻抗zi及相位差θi，特定出针对各电池单体42每一个在其中流动的交流电流的振幅指定值isi及相位指定值θsi。
[0063]
更详细而言，以组g1所包括的第一电池单体42a为基准，将从作为基准的第一电池单体42a输出的交流电流的振幅指定值isi设为“id”。接着，通过以使各电池单体42的电压变动v1、v2的振幅相同的方式取作为基准的第一电池单体42a的阻抗z1与组g1中所包括的第二电池单体42b的阻抗z2的倒数比，特定出应从第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值is2。
[0064]
具体而言，基于在前一次的步骤s104中获取的(即最新的)各电池单体42的阻抗z1～z6，在步骤s105中，通过数学式(16)及数学式(17)来特定出第一电池单体42a的振幅指定值is1以及第二电池单体42b的振幅指定值is2。另外，对其他的组g2、g3也同样进行特定。
[0065]
此外，以使组g1内的第一电池单体42a、第二电池单体42b中的各电压变动v1、v2的相位的偏差相同(等间隔)的方式，确定相位指定值θs1、θs2。具体而言，基于在前一次的步骤s104中输入的(即最新的)各电池单体42的相位差θ1～θ6，在步骤s105中，通过数学式(22)及数学式(23)来特定出第一电池单体42a的相位指定值θs1以及第二电池单体42b的相位指定值θs2。另外，对其他组g2、g3也同样进行特定。
[0066]
通过以上，即便不设置滤波器等噪声抑制用电路，也能抑制电池包40整体的电压变动，抑制噪声。
[0067]
此外，作为使第一电池单体42a～第六电池单体42f输出的交流电流的振幅指定值is1～is6的初始值，分别设定相同的值“ic”。此外，以使从第一电池单体42a输出的交流电流与从与该第一电池单体42a成对的第二电池单体42b输出的交流电流成为反相的方式，设定相位指定值θs1、θs2的初始值。对其他相位指定值θs3～θs6的各初始值也进行同样地设定。由此，即便是未检测阻抗zi及相位差θi的状况，也能尽量抑制噪声的产生。
[0068]
以每次增加规定值的方式对测定频率fs进行更新。由此，与在测定范围内随机确定测定频率fs的情况相比，能抑制噪声。
[0069]
(第二实施方式)在第一实施方式中，组所包括的电池单体42设为两个，但也可以设为三个。以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，对与第一实施方式中说明的结构相同的结构标注相同的符号并省略说明。
[0070]
基于图7对第二实施方式的确定方式进行具体说明。另外，第二实施方式中，以将第一电池单体42a～第六电池单体42f分成两个组g1、g2且组g1包括第一电池单体42a、第二电池单体42b及第三电池单体42c来进行说明。此外，以组g2包括第四电池单体42d、第五电池单体42e及第六电池单体42f来进行说明。另外，组g2的确定方式与组g1相同，因此,以组g1的确定方式为中心进行说明，省略组g2的确定方式。
[0071]
图7中，将通过前一次的步骤s104获取(输入)的第一电池单体42a～第三电池单体42c的阻抗zi分别设为“z1”～“z3”。同样地，将通过前一次的步骤s104获取(输入)的相位差θi分别设为“θ1”～“θ3”。此外，在图7中，以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准，在复平面上以矢量表现出电压变动vi、交流电流以及阻抗zi。
[0072]
首先，为了使第一电池单体42a的电压变动v1、第二电池单体42b的电压变动v2和第三电池单体42c的电压变动v3相等，可以通过下述的式(30)、(31)来特定出应从第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值is2。同样地，可以通过下述的式(30)、(32)来特定出应从第三电池单体42c输出的交流电流的振幅指定值is3。另外，在下述的式(30)中，“id”是任意的数。
[0073]
is1＝id
···
(30)is2＝is1
×
z1/z2
···
(31)is3＝is1
×
z1/z3
···
(32)此外，在使组g1内的各电压变动v1～v3的振幅相同的情况下，为了使各电压变动v1～v3相互抵消，需要使电压变动v1、电压变动v2和电压变动v3的相位分别错开相同角度(120
°
)。也就是，需要使电压变动v1、v2、v3的相位错开将360除以组g1内的电池单体42的数量“3”而特定出的值的量。
[0074]
因此，当以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准时，可以通过下述的式(33)、(34)特定出应从第二电池单体42b输出的交流电流的相位指定值θs2。同样地，可以通过下述的式(34)、(35)特定出应从第三电池单体42c输出的交流电流的相位指定值θs3。
[0075]
θs1＝0
°
···
(33)θs2＝θ1 120
°
－θ2
···
(34)
θs3＝θ1 240
°
－θ3
···
(35)通过上述设定，如图7所示，能使电压变动v1、电压变动v2和电压变动v3的总和vt接近零，抑制噪声。通过以上，即便构成电池包40或组的电池单体42的数量为偶数和奇数的任一者，也能抑制噪声。
[0076]
(第三实施方式)以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心，对第三实施方式进行说明。在第三实施方式中，对与第一实施方式中说明的结构相同的结构标注相同的符号并省略说明。
[0077]
在第三实施方式中，构成为根据各电池单体42的状态分别改变从各电池单体42输出的交流电流的振幅，从而同时执行各电池单体42的均衡化处理。均衡化处理是以使各电池单体42的蓄电状态一致的方式使与其他电池单体42相比蓄电状态较高的一部分的电池单体42更多地放电的处理。
[0078]
第三实施方式中，以将第一电池单体42a～第六电池单体42f分成两个组g1、g2且组g1包括第一电池单体42a、第二电池单体42b及第三电池单体42c来进行说明。此外，以组g2包括第四电池单体42d、第五电池单体42e及第六电池单体42f来进行说明。另外，组g2的确定方式与组g1相同，因此,以组g1的确定方式为中心进行说明，省略组g2的确定方式。此外，第三实施方式的控制装置90构成为能获取电池单体42的蓄电状态，作为状态检测部起作用。
[0079]
此外，与第二实施方式同样地，将通过前一次的步骤s104获取(输入)的第一电池单体42a～第三电池单体42c的阻抗zi分别设为“z1”～“z3”，将相位差θi分别设为“θ1”～“θ3”。此外，以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准，在图8中以矢量表现出电压变动vi、交流电流以及阻抗zi。
[0080]
在图9中示出第三实施方式的步骤s105的指定值设定处理。控制装置90针对每个组g1、g2对是否需要均衡化处理进行判断(步骤s301)。例如，当组g1、g2内的任一个电池单体42的蓄电状态为预先确定的值以上时，判断为需要均衡化处理。
[0081]
在上述判断结果为否定的情况下，与第二实施方式同样地，控制装置90以使各电压变动vi相等的方式确定振幅指定值is1～is6，此外，以使相位各错开规定角度的方式确定相位指定值θs1～θs6(步骤s302)。
[0082]
另一方面，在步骤s301的判断结果为肯定的情况下，控制装置90特定出组g1、g2内蓄电状态最高的电池单体42(步骤s303)。也就是说，特定出组g1、g2内应放电的电池单体42。
[0083]
此外，控制装置90将从蓄电状态最高的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值is1～is6确定为比其他电池单体42大(步骤s304)。
[0084]
例如，当在第三实施方式的步骤s303中将第一电池单体42a特定为放电的电池单体42时，通过下述的式(41)～(43)来确定振幅指定值is1～is3。在式(41)中，“id”是任意的数。此外，在通常的电池单体42中，z1/z2及z1/z3不会变成2以上。因此，振幅指定值is1比其他振幅指定值is2、is3大。
[0085]
is1＝2
×
id
···
(41)is2＝id
×
z1/z2
···
(42)
is3＝id
×
z1/z3
···
(43)另外，例示出将第一电池单体42a特定为放电的电池单体42的情况，但在使第二电池单体42b、第三电池单体42c放电的情况下也是同样的。此外，组g2中也以同样的方式确定振幅指定值isi。
[0086]
接着，控制装置90以使各池单元42的电压变动vi的总和值成为阈值以下的方式，基于步骤s303中确定的振幅指定值is1～is6、在前一次的步骤s104中获取的阻抗z1～z6及相位差θ1～θ6，计算出相位指定值θs1～θs6(步骤s305)。也就是说，控制装置90以使各电压变动v1～v6相互抵消的方式确定相位指定值θs1～θs6。
[0087]
在第三实施方式的步骤s303中，当如上所述将第一电池单体42a特定为放电的电池单体42时，电压变动v1成为其他电压变动v2、v3的两倍。
[0088]
因此，为了使各电压变动v1～v3相互抵消，可以以使电压变动v1与电压变动v2的相位差成为150
°
，且使电压变动v1与电压变动v3的相位差成为210
°
，且使电压变动v2与电压变动v3的相位差成为60
°
的方式，确定相位指定值θs1～θs3。即，可以如下述的式(44)～(46)所示地确定交流电流的相位指定值θs1～θs3。
[0089]
θs1＝0
°
···
(44)θs2＝θ1 150
°
－θ2
···
(45)θs3＝θ1 210
°
－θ3
···
(46)另外，例示出将第一电池单体42a特定为放电的电池单体42的情况，但在使第二电池单体42b、第三电池单体42c放电的情况下也是同样的。此外，组g2中也以同样的方式确定相位指定值θsi。
[0090]
接着，结束步骤s105的指定值设定处理。通过上述设定，如图8所示，能使电压变动v1、电压变动v2和电压变动v3的总和vt接近零，抑制噪声。此外，从第一电池单体42a输出的交流电流的振幅比第二电池单体42b及第三电池单体42c大。因此，能使第一电池单体42a的放电量比第二电池单体42b及第三电池单体42c多，来进行均衡化。由此，能够使各电池单体42的蓄电状态一致，从而抑制电池单体42中的一部分过充电。
[0091]
此外，由于在进行均衡化的同时检测了阻抗，因此，来自电池单体42的放电电流不会白费，能抑制消耗电力。
[0092]
另外，在上述第三实施方式中，从第一电池单体42a(最应放电的电池单体42)输出的交流电流的振幅指定值只要比其他交流电流的振幅指定值大，就可以任意改变。在这种情况下，需要以使电压变动vi的总和值成为阈值以下(例如零)的方式适当地确定相位指定值θs。
[0093]
此外，在第三实施方式中，使从蓄电状态最高的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值比其他的振幅指定值大。作为另一个示例，也可以使多个电池单体42输出的交流电流的振幅指定值比其他的振幅指定值大。例如，在第三实施方式中，也可以使从第一电池单体42a和从第二电池单体42b输出的交流电流的振幅指定值is1、is2比振幅指定值is3高。在这种情况下，需要以使电压变动vi的总和值成为阈值以下(例如零)的方式适当地确定相位指定值θsi。
[0094]
(第四实施方式)以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。在
第四实施方式中，对与第一实施方式中说明的结构相同的结构标注相同的符号并省略说明。
[0095]
第一实施方式～第三实施方式中，若阻抗zi按每个电池单体42而不同，则从电池单体42输出的交流电流的振幅不同。例如，在基于数学式(16)、(17)计算振幅指定值is1、is2的情况下，若阻抗z1、z2不同，则振幅指定值is1、is2也不同。在这种情况下，放电量按每个电池单体42而不同，可能引起各电池单体42的蓄电状态产生不均。
[0096]
因而，在第四实施方式中，在使从各电池单体42输出的交流电流的振幅指定值is相同的基础上，以使电压变动vi的总和值成为阈值以下(例如零)的方式确定相位指定值θsi。
[0097]
首先，基于图10和图11对原理进行说明。另外，第四实施方式中，以将第一电池单体42a～第六电池单体42f分成两个组g1、g2且组g1包括第一电池单体42a、第二电池单体42b及第三电池单体42c来进行说明。此外，以组g2包括第四电池单体42d、第五电池单体42e及第六电池单体42f来进行说明。另外，组g2的确定方式与组g1相同，因此,以组g1的确定方式为中心进行说明，省略组g2的确定方式。
[0098]
此外，与第二实施方式相同地，将通过前一次的步骤s104获取(输入)的第一电池单体42a～第三电池单体42c的阻抗zi分别设为“z1”～“z3”，将相位差θi分别设为“θ1”～“θ3”。此外，以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准，在图10中以矢量表现出电压变动vi、交流电流以及阻抗zi。
[0099]
如图10所示，当使从各电池单体42输出的交流电流的振幅指定值is1～is3相同时，阻抗z1～z3的不同使得电压变动v1～v3的振幅不同。然而，通过适当的改变电压变动v1与电压变动v2的相位差θ12、电压变动v2与电压变动v3的相位差θ23以及电压变动v3与电压变动v1的相位差θ31，如图11所示，能使电压变动v1～v3循环(循环地配置)。也就是说，能够使电压变动v1的终点与电压变动v2的起点一致，且使电压变动v2的终点与电压变动v3的起点一致，且使电压变动v3的终点与电压变动v1的起点一致。
[0100]
在上述使电压变动v1～v3循环的情况下，电压变动v1～v3(矢量值)的总和为零，能使电压变动v1～v3相互抵消。此外，各相位差θ12、θ23、θ31能通过考虑各相位差θ1～θ3地适当设定相位指定值θsi来调节。以下，基于图12对采用上述原理的第四实施方式的步骤s105的指定值设定处理进行说明。
[0101]
在结束步骤s104的处理后，控制装置90设定任意相同的值(例如id)以作为使各电池单体42流动的交流电流的振幅指定值is1～is3(步骤s401)。
[0102]
接着，控制装置90基于在步骤s104中获取的最新的各电池单体42的阻抗z1～z3以及在步骤s401中设定的振幅指定值is1～is3，计算各电池单体42的电压变动v1～v3的大小(绝对值、标量指)(步骤s402)。
[0103]
接着，控制装置90基于数学式(51)、(52)，计算电压变动v1与电压变动v2的相位差θ12以及电压变动v3与电压变动v1的相位差θ31(步骤s403)。另外，在数学式(51)、(52)中，v1～v3是在步骤s402中计算出的值。
[0104]
[数学式2]
此外，控制装置90基于通过数学式(51)、(52)在步骤s403中计算出的相位差θ12、θ31以及在步骤s104中获取的最新的相位差θ1～θ3，计算相位指定值θs1～θs3(步骤s404)。然后，结束步骤s105的指定值设定处理。
[0105]
θs1＝0
···
(53)θs2＝θ1 (180
°
－θ12)－θ2
···
(54)θs3＝θ1 (180
°
θ31)－θ3
···
(55)通过上述构成，能够使电压变动v1～v3的总和值(矢量总和值)接近零，抑制噪声。同时，能使从各电池单体42输出的交流电流的振幅相同，能针对每个电池单体42使放电量相同。也就是说，在对阻抗进行检测时，能抑制各电池单体42的蓄电状态产生不均。
[0106]
(第五实施方式)以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心，对第五实施方式进行说明。在第五实施方式中，对与第一实施方式中说明的结构相同的结构标注相同的符号并省略说明。
[0107]
在第四实施方式中，使振幅指定值is总是相同，但在需要均衡化处理的情况下，也可以使振幅指定值is不同。即便在上述情况下，若适当设定相位指定值θsi，则也能将电压变动的总和值抑制在阈值以下(例如零)。
[0108]
基于图13和图14对原理进行说明。另外，第五实施方式中，以将第一电池单体42a～第六电池单体42f分成两个组g1、g2且组g1包括第一电池单体42a、第二电池单体42b及第三电池单体42c来进行说明。此外，以组g2包括第四电池单体42d、第五电池单体42e及第六电池单体42f来进行说明。另外，组g2的确定方式与组g1相同，因此,以组g1的确定方式为中心进行说明，省略组g2的确定方式。
[0109]
此外，与第二实施方式同样地，将通过前一次的步骤s104获取(输入)的最新的第一电池单体42a～第三电池单体42c的阻抗zi分别设为“z1”～“z3”，将相位差θi分别设为“θ1”～“θ3”。此外，以从第一电池单体42a输出的交流电流为基准，在图13中以矢量表现出电压变动vi、交流电流以及阻抗zi。
[0110]
如图13所示，即便在使从各电池单体42输出的交流电流的振幅指定值is1的大小比其他振幅指定值is2、is3大的情况下，通过适当改变相位差θ12、θ23、θ31，如图14所示，也能使电压变动v1～v3循环(循环地配置)。也就是说，能够使电压变动v1的终点与电压变动v2的起点一致，且使电压变动v2的终点与电压变动v3的起点一致，且使电压变动v3的终点与电压变动v1的起点一致。
[0111]
在上述使电压变动v1～v3循环的情况下，电压变动v1～v3(矢量值)的总和为零，能使电压变动抵消。此外，各相位差θ12、θ23、θ31能通过考虑各相位差θ1～θ3地适当设定相位指定值θsi来调节。
[0112]
以下，对采用上述原理的第五实施方式的电池监视装置50的结构以及第五实施方式的阻抗检测处理进行说明。在第五实施方式中，控制装置90构成为能从阻抗检测部60获取阻抗zi以及电压变动vi。
[0113]
接着，基于图15对阻抗检测处理进行说明。当开始阻抗检测处理时，与第一实施方
式的步骤s102同样地，控制装置90设定初始值以作为测定频率fs(步骤s501)。
[0114]
接着，控制装置90设定使电池单体42输出的交流电流的振幅指定值is1～is3(步骤s502)。在步骤s502中，当判断为不需要均衡化处理时，控制装置90均设定相同的值以作为振幅指定值is1～is3。另一方面，当判断为需要均衡化处理时，使从应进行放电的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值isi大于其他振幅指定值isi。
[0115]
接着，控制装置90对测定频率fs是否设置有初始值进行判断(步骤s503)。即，对是否为阻抗检测处理开始后初次的阻抗z1～z3等的检测进行判断。
[0116]
在步骤s503的判断结果为肯定的情况下，控制装置90转移至步骤s504的处理，基于式(61)～(62)，以使流过第一电池单体42a～第三电池单体42c的交流电流is1～is3发生循环的方式，计算出相位差θ12、θ31(步骤s504)。
[0117]
另外，在第一电池单体42a～第三电池单体42c中流动的交流电流与电压变动v1～v3为大致相同相位，因此，能与使电压变动v1～v3循环的情况同样地计算。此外，在式(61)～(62)中，利用在步骤s502中设定的振幅指定值isi的理由如下：由于是初次，因此尚未在下述步骤s508中获取电压变动v1～v3。
[0118]
[数学式3]3]另一方面，在步骤s503的判断结果为否定的情况下，控制装置90转移至步骤s505的处理，基于式(63)～(64)，计算出相位差θ12、θ31(步骤s505)。另外，在式(63)～(64)中，电压变动v1～v3利用在上一次的步骤s508中获取的最新的电压变动v1～v3。
[0119]
[数学式4][数学式4]接着，控制装置90基于式(65)～(67)，计算相位指定值θs1～θs3(步骤s506)。更详细而言，以使电压变动v2和电压变动v3的总和(矢量值)与电压变动v1为反相的方式，计算相位指定值θs1～θs3。另外，在式(65)～(67)中，利用在步骤s504或步骤s505中计算出的θ12、θ31。
[0120]
θs1＝0
···
(65)θs2＝θ1 (180
°
－θ12)－θ2
···
(66)θs3＝θ1 (180
°
θ31)－θ3
···
(67)此外，控制装置90对第一电池单体42a～第三电池单体42c的各阻抗检测部60分别指示振幅指定值is1～is3、相位指定值θs1～θs3以及测定频率fs，指示阻抗z1～z3等的检测(步骤s507)。
[0121]
当分别输出振幅指定值is1～is3、相位指定值θs1～θs3以及测定频率fs时，各阻抗检测部60基于上述指定值使交流电流从第一电池单体42a～第三电池单体42c输出。
[0122]
此外，各阻抗检测部60分别将基于交流电流的第一电池单体42a～第三电池单体
42c的电压变动v1～v3输入，基于电压变动vi，如上所述地计算阻抗z1～z3及相位差θ1～θ3，并对控制装置90输出。此外，各阻抗检测部60针对控制装置90输出电压变动v1～v3。
[0123]
控制装置90将计算结果(电压变动v1～v3、阻抗z1～z3及相位差θ1～θ3)输入(步骤s508)。此外，作为测定频率fs，控制装置90对是否扫描了测定范围内的所有频率进行判断(步骤s509)。在上述判断结果为肯定的情况下，控制装置90结束阻抗检测处理。另一方面，在步骤s509的判断结果为否定的情况下，控制装置90与第一实施方式的步骤s107同样地更新测定频率fs(步骤s510)，并再次执行步骤s502的处理。
[0124]
以上，第五实施方式的电池监视装置50具有以下的效果。
[0125]
由此，在不需要均衡化处理的情况下，能一边使各电池单体42的放电量相同，一边对阻抗zi及相位差θi进行检测。此时，能使电压变动vi的总和为阈值以下，抑制噪声。
[0126]
此外，需要均衡化处理的情况下，能一边使从需放电的电池单体42输出的交流电流的振幅指定值isi比其他电池单体42大，一边对阻抗zi及相位差θi进行检测。此时，也能使电压变动vi的总和为阈值以下，抑制噪声。
[0127]
(其他实施方式)另外，本公开不限定于上述实施方式，能够在本公开的主旨的范围内进行各种变形实施。另外，在以下各实施方式中，对于彼此相同或等同的部分标注相同的符号，对于相同符号的部分引用其说明。
[0128]
·
上述实施方式中，电池监视装置50使电池单体42输出交流电流，但也可以从另外的电源(外部电源等)对电池单体42施加交流电流。
[0129]
·
上述实施方式中，控制装置90对测定频率fs进行更新，但也可以基于来自ecu 100等外部装置的指示来设定测定频率fs。
[0130]
·
上述实施方式中，利用最新的阻抗zi及相位差θi来特定出振幅指定值isi以及相位指定值θsi，但也可以并非最新的阻抗zi及相位差θi。不过，理想的是，尽量为接近最新的阻抗zi及相位差θi的值。
[0131]
·
上述实施方式中，电压变动的总和值的阈值是任意的数，可以根据噪声的允许值适当设定。例如，可以是零。
[0132]
·
上述实施方式中，以最多三组的方式对电池单体进行了说明，但也可以分成四个以上的组。例如，在第五实施方式中，当为了进一步提高均衡化能力而使is1极端变大时，在图14中可能变成“|v1|＞|v2| |v3|”而无法循环地配置，但通过设置四个以上的组能使其成为可能。
[0133]
本公开所记载的控制部及其方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供，上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者，也可以是，本公开所记载的控制部及其方法通过专用计算机来实现，该专用计算机是通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的。或者，本公开所记载的控制部和该控制部的方法由一个以上的专用计算机来实现，该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器及存储器与由一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成。此外，计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质，以作为由计算机执行的指令。
[0134]
虽然基于实施例对本公开进行了记述，但是应当理解为本公开并不限定于上述实
施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。