(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の電池セル（ＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ））と、
前記複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニット（ＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ））とを備え、
前記複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトル（４２）およびツェナーダイオード（４５）を含み、
各前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ）は、各前記電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、
前記複数の検出ユニットのそれぞれの前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ））は段階的に異なる値に設計される、二次電池。
【請求項２】
前記複数の電池セルは、順に接続された第１番目から第ｎ番目（ｎ：２以上の整数）の電池セルを有し、
前記複数の検出ユニットは、前記第１番目の電池セルから前記第ｎ番目の電池セルにそれぞれ並列に接続された第１番目から第ｎ番目検出ユニットを有し、
第ｉ番目（ｉ：１〜（ｎ−１）の整数）の検出ユニット中の前記ツェナーダイオードの降伏電圧は、第（ｉ＋１）番目の検出ユニット中の前記ツェナーダイオードの降伏電圧よりも低い、請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記二次電池（１０）の検査時には、前記二次電池の使用時における前記二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が前記二次電池へ供給される、請求項１または２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記二次電池（１０）はハイブリッド自動車に搭載され、
前記ハイブリッド自動車は、前記二次電池の充電電力を発生するための発電機構（ＭＧ１）および前記発電機構を制御する制御ユニット（１７０，１７２）をさらに搭載し、
前記制御ユニットは、前記二次電池の検査時には、前記ハイブリッド自動車の運転時における前記二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流（Ｉｔ）が前記二次電池へ供給されるように、前記発電機構を制御する、請求項３記載の二次電池。
【請求項５】
直列に接続された複数の電池セル（ＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ））と、前記複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニット（ＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ））とを備え、前記複数の検出ユニットの各々が、直列接続されたリアクトル（４２）および各前記電池セルの使用時における出力電圧よりも高い降伏電圧（Ｖｚ）を有するツェナーダイオード（４５）を含む二次電池の検査装置であって、
直列接続された複数の検出リアクトル（５２（１）〜５２（ｎ））と、
前記複数の検出リアクトルと直列に接続されて閉回路を構成する電圧検出器（５５）とを備え、
前記複数の検出リアクトルの各々は、前記二次電池に対して前記検査装置が取り付けられる前記二次電池の検査時に、前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ））が段階的に異なる値に設定された前記複数の検出ユニットのうちの１つずつの前記リアクトルと磁気結合するように配置される、二次電池の検査装置。
【請求項６】
前記二次電池の検査時には、前記二次電池の使用時における前記二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が前記二次電池へ供給される、請求項５記載の二次電池の検査装置。
【請求項７】
前記二次電池（１０）はハイブリッド自動車に搭載され、
前記ハイブリッド自動車は、前記二次電池の充電電力を発生するための発電機構（ＭＧ１）および前記発電機構を制御する制御ユニット（１７０，１７２）をさらに搭載し、
前記制御ユニットは、前記二次電池の検査時には、前記ハイブリッド自動車の運転時における前記二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流（Ｉｔ）が前記二次電池へ供給されるように、前記発電機構を制御する、請求項６記載の二次電池の検査装置。
【請求項８】
二次電池（１０）と、
前記二次電池の検査装置（５０）とを備え、
前記二次電池は、
直列に接続された複数の電池セル（ＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ））と、
前記複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニット（ＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ））とを含み、
前記複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトル（４２）およびツェナーダイオード（４５）を有し、
各前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ）は、各前記電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、
前記複数の検出ユニットのそれぞれにおいて、前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ））は段階的に異なる値に設計され、
前記検査装置は、
直列接続された複数の検出リアクトル（５２（１）〜５２（ｎ））と、
前記複数の検出リアクトルと直列に接続されて閉回路を構成する電圧検出器（５５）とを含み、
前記複数の検出リアクトルの各々は、前記二次電池に対して前記検査装置が取り付けられる前記二次電池の検査時に、前記複数の検出ユニットのうちの１つずつの前記リアクトルと磁気結合するように配置される、電池検査システム。
【請求項９】
前記二次電池（１０）の検査時には、前記二次電池の使用時における前記二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が前記二次電池へ供給される、請求項８記載の電池検査システム。
【請求項１０】
前記二次電池（１０）は、凹部（１４）が形成された第１の筐体（１３）に格納され、
前記検査装置（５０）は、前記凹部と嵌合するような形状の凸部（５８）が形成された第２の筐体（５６）に格納され、
前記凹部および前記凸部が嵌合された状態において、前記複数の検出リアクトルの各々が、前記複数の検出ユニットのうちの１つずつの前記リアクトルと磁気結合するように、各前記リアクトル（４２）および各前記検出リアクトル（５２）は、前記凹部および前記凸部にそれぞれに対応して配置される、請求項８または９記載の二次電池の電池検査システム。
【請求項１１】
前記二次電池（１０）はハイブリッド自動車に搭載され、
前記ハイブリッド自動車は、前記二次電池の充電電力を発生するための発電機構（ＭＧ１）および前記発電機構を制御する制御ユニット（１７０，１７２）をさらに搭載し、
前記制御ユニットは、前記二次電池の検査時には、前記ハイブリッド自動車の運転時における前記二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流（Ｉｔ）が前記二次電池へ供給されるように、前記発電機構を制御する、請求項９記載の電池検査システム。
【請求項１２】
直列に接続された複数の電池セル（ＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ））を備えた二次電池（１０）の検査方法であって、
直列接続された複数の検出リアクトル（５２（１）〜５２（ｎ））および電圧検出器（５５）によって構成される閉回路を有する検査装置（５０）を、前記複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニット（ＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ））を有する前記二次電池に取り付けるステップ（Ｓ２００）を備え、
前記複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトル（４２）およびツェナーダイオード（４５）を含み、
各前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ）は、各前記電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、かつ、前記複数の検出ユニットのそれぞれにおける前記ツェナーダイオードの降伏電圧（Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ））は段階的に異なる値に設計され、
前記検査装置が前記二次電池に取り付けられた状態において、複数の検出リアクトルの各々は、前記複数の検出ユニットのうちの１つずつの前記リアクトルと磁気結合するように配置され、
前記検査方法は、
前記二次電池の使用時における前記二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧を、前記検査装置が取り付けられた前記二次電池へ供給するステップ（Ｓ２０５）と、
前記二次電池へテスト電流が供給されてからの前記電圧検出器における電圧波形（Ｖｃｋ）に基づいて前記複数の電池セルごとの劣化を判断するためのパラメータを測定するステップ（Ｓ２１０）と、
測定された前記パラメータに基づいて、前記複数の電池セルに内部抵抗が上昇した異常セルが存在しているか否かを判断するステップ（Ｓ２４０）と、
前記異常セルが存在していると判断されたときに、前記パラメータに基づいて前記複数の電池セルから前記異常セルを特定するステップ（Ｓ２５０）とをさらに備える、二次電池の検査方法。
【請求項１３】
前記パラメータは、前記電圧波形において電圧がステップ状に変化する段階数（Ｎｖ）を含み、
前記判断するステップ（Ｓ２４０）は、前記段階数に基づいて、前記異常セルが存在しているか否かを判断する、請求項１２記載の二次電池の検査方法。
【請求項１４】
前記パラメータは、前記電圧波形において電圧がステップ状に変化するときの各電圧ステップでの時間幅（Ｔ１〜Ｔ３）を含み、
前記特定するステップ（Ｓ２５０）は、前記時間幅に基づいて、前記複数の電池セルから前記異常セルを特定する、請求項１２記載の二次電池の検査方法。
【請求項１５】
前記二次電池の使用開始時または新品時に、前記検査装置によって前記パラメータを測定するステップ（Ｓ１００−Ｓ１２０）と、
測定された前記パラメータを基準データとして記憶するステップ（Ｓ１３０）とをさらに備え、
前記判断するステップ（Ｓ２４０）は、前記基準データと検査時に測定した前記パラメータとの比較に基づいて、前記異常セルが存在しているか否かを判断し、
前記特定するステップ（Ｓ２５０）は、前記基準データと検査時に測定した前記パラメータとの比較に基づいて、前記複数の電池セルから前記異常セルを特定する、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法。
【請求項１６】
前記二次電池（１０）はハイブリッド自動車に搭載され、
前記ハイブリッド自動車は、前記二次電池の充電電力を発生するための発電機構（ＭＧ１）をさらに搭載し、
前記供給するステップは、前記ハイブリッド自動車の運転時における前記二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流（Ｉｔ）が前記二次電池へ供給されるように、前記発電機構を制御する、請求項１２記載の二次電池の検査方法。
【請求項１７】
前記二次電池（１０）は、凹部（１４）が形成された第１の筐体（１３）に格納され、
前記検査装置（５０）は、前記凹部と嵌合するような形状の凸部（５８）が形成された第２の筐体（５６）に格納され、
各前記リアクトル（４２）および各前記検出リアクトル（５２）は、前記凹部および前記凸部にそれぞれに対応して配置され、
前記取り付けるステップ（Ｓ２００）において、前記凹部および前記凸部が嵌合されることによって、前記複数の検出リアクトルの各々は、前記複数の検出ユニットのうちの１つずつの前記リアクトルと磁気結合するように位置する、請求項１２記載の二次電池の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池、二次電池の検査装置および検査方法、ならびに、電池検査システムに関し、より特定的には、複数の電池セルが直列接続された組電池において、電池セル単位の内部抵抗異常を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の劣化状態を二次電池の出力電圧から判定することが一般的に行なわれている。たとえば、特公平１−３３７８７号公報（特許文献１）では、エンジン始動時におけるバッテリ電圧に基づいて、バッテリ系統の異常状態を検出することが記載されている。具体的には、エンジン低温時のエンジン始動において、バッテリ電圧が低下したときにバッテリの性能劣化を検出することが記載されている。このように、バッテリの検査は出力電圧に基づいて実行されることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平１−３３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、出力電圧や蓄積電力を確保するために、複数の電池セルが接続された組電池として二次電池が使用されることが増えている。たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両でのモータ駆動用電源として、複数の電池セルを直列接続した二次電池が用いられている。組電池全体での価格は高くなるので、組電池を構成する複数の電池セルのうちの、劣化した一部のみを交換することによって、コストを抑制したバッテリ交換を実現することが好ましい。【０００５】
このようなバッテリ交換を確立するには、電池セル単位での劣化判定が必要となる。特に、劣化によって内部抵抗が上昇した電池セルは交換が必要である。特許文献１にも示されるように、充放電時における電池セルの出力電圧を評価することが劣化判定には必要である。このため、単純に考えると、電池セル単位での出力電圧を測定することが必要となる。【０００６】
しかしながら、組電池の構成では、電池セル毎に電圧センサを設けるとコストが上昇する。このため、複数個の電池セルからなる電池ブロックあるいは電池モジュール毎に電圧センサが配置される構成とした上で、電池検査専用のサービスツール等によって電池セル毎の出力電圧を測定することが好ましい。【０００７】
この際にも、サービスツールに電池セルの個数分電圧センサが必要であれば、サービスツールが高価になってしまう。また、出力電圧が比較的高くなる組電池について、サービスツールとの結線作業等が必要になることは、安全上好ましくない。【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、複数の電池セルが直列接続された組電池で構成された二次電池について、電池セル単位での劣化（特に、内部抵抗上昇）を、安価な構成の検出装置によって安全に検査することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面では、二次電池は、直列に接続された複数の電池セルと、複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニットとを備える。複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトルおよびツェナーダイオードを含む。各ツェナーダイオードの降伏電圧は、各電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、複数の検出ユニットのそれぞれのツェナーダイオードの降伏電圧は段階的に異なる値に設計される。【００１０】
好ましくは、複数の電池セルは、順に接続された第１番目から第ｎ番目（ｎ：２以上の整数）の電池セルを有する。複数の検出ユニットは、第１番目の電池セルから第ｎ番目の電池セルにそれぞれ並列に接続された第１番目から第ｎ番目検出ユニットを有する。第ｉ番目（ｉ：１〜（ｎ−１）の整数）の検出ユニット中のツェナーダイオードの降伏電圧は、第（ｉ＋１）番目の検出ユニット中のツェナーダイオードの降伏電圧よりも低い。【００１１】
また好ましくは、二次電池の検査時には、二次電池の使用時における二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が二次電池へ供給される。【００１２】
さらに好ましくは、二次電池はハイブリッド自動車に搭載され、ハイブリッド自動車は、二次電池の充電電力を発生するための発電機構および発電機構を制御する制御ユニットをさらに搭載する。制御ユニットは、二次電池の検査時には、ハイブリッド自動車の運転時における二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流が二次電池へ供給されるように、発電機構を制御する。【００１３】
この発明の他の局面では、二次電池の検査装置であって、二次電池は、直列に接続された複数の電池セルと、複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニットとを備える。複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトルおよび各電池セルの使用時における出力電圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオードを含む。検査装置は、直列接続された複数の検出リアクトルと、複数の検出リアクトルと直列に接続されて閉回路を構成する電圧検出器とを備える。複数の検出リアクトルの各々は、二次電池に対して検査装置が取り付けられる二次電池の検査時に、ツェナーダイオードの降伏電圧が段階的に異なる値に設定された複数の検出ユニットのうちの１つずつのリアクトルと磁気結合するように配置される。【００１４】
好ましくは、二次電池の検査時には、二次電池の使用時における二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が二次電池へ供給される。【００１５】
さらに好ましくは、二次電池はハイブリッド自動車に搭載され、ハイブリッド自動車は、二次電池の充電電力を発生するための発電機構および発電機構を制御する制御ユニットをさらに搭載する。制御ユニットは、二次電池の検査時には、ハイブリッド自動車の運転時における二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流が二次電池へ供給されるように、発電機構を制御する。【００１６】
この発明のさらに他の局面では、電池検査システムは、二次電池と、二次電池の検査装置とを備える。二次電池は、直列に接続された複数の電池セルと、複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニットとを含む。複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトルおよびツェナーダイオードを有する。各ツェナーダイオードの降伏電圧は、各電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、複数の検出ユニットのそれぞれにおいて、ツェナーダイオードの降伏電圧は段階的に異なる値に設計される。検査装置は、直列接続された複数の検出リアクトルと、複数の検出リアクトルと直列に接続されて閉回路を構成する電圧検出器とを含む。複数の検出リアクトルの各々は、二次電池に対して検査装置が取り付けられる二次電池の検査時に、複数の検出ユニットのうちの１つずつのリアクトルと磁気結合するように配置される。【００１７】
好ましくは、二次電池の検査時には、二次電池の使用時における二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧が二次電池へ供給される。【００１８】
また好ましくは、二次電池は、凹部が形成された第１の筐体に格納される。検査装置は、凹部と嵌合するような形状の凸部が形成された第２の筐体に格納される。そして、凹部および凸部が嵌合された状態において、複数の検出リアクトルの各々が、複数の検出ユニットのうちの１つずつのリアクトルと磁気結合するように、各リアクトルおよび各検出リアクトルは、凹部および凸部にそれぞれに対応して配置される。【００１９】
また好ましくは、二次電池はハイブリッド自動車に搭載される。ハイブリッド自動車は、二次電池の充電電力を発生するための発電機構および発電機構を制御する制御ユニットをさらに搭載する。制御ユニットは、二次電池の検査時には、ハイブリッド自動車の運転時における二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流が二次電池へ供給されるように、発電機構を制御する。【００２０】
この発明のさらに他の局面では、直列に接続された複数の電池セルを備えた二次電池の検査方法は、直列接続された複数の検出リアクトルおよび電圧検出器によって構成される閉回路を有する検査装置を、複数の電池セルのそれぞれに並列に接続された複数の検出ユニットを有する二次電池に取り付けるステップを備える。複数の検出ユニットの各々は、直列接続されたリアクトルおよびツェナーダイオードを含む。各ツェナーダイオードの降伏電圧は、各電池セルの使用時における出力電圧よりも高く、かつ、複数の検出ユニットのそれぞれにおけるツェナーダイオードの降伏電圧は段階的に異なる値に設計される。そして、検査装置が二次電池に取り付けられた状態において、複数の検出リアクトルの各々は、複数の検出ユニットのうちの１つずつのリアクトルと磁気結合するように配置される。検査方法は、さらに、二次電池の使用時における二次電池の充電電圧よりも高い充電電圧を検査装置が取り付けられた二次電池へ供給するステップと、二次電池へテスト電流が供給されてからの電圧検出器における電圧波形に基づいて複数の電池セルごとの劣化を判断するためのパラメータを測定するステップと、測定されたパラメータに基づいて、複数の電池セルに内部抵抗が上昇した異常セルが存在しているか否かを判断するステップと、異常セルが存在していると判断されたときに、パラメータに基づいて複数の電池セルから異常セルを特定するステップとを備える。【００２１】
好ましくは、パラメータは、電圧波形において電圧がステップ状に変化する段階数を含む。判断するステップは、段階数に基づいて、異常セルが存在しているか否かを判断する。【００２２】
また好ましくは、パラメータは、電圧波形において電圧がステップ状に変化するときの各電圧ステップでの時間幅を含む。特定するステップは、時間幅に基づいて、複数の電池セルから異常セルを特定する。【００２３】
さらに好ましくは、検査方法は、二次電池の使用開始時または新品時に、検査装置によってパラメータを測定するステップと、測定されたパラメータを基準データとして記憶するステップとをさらに備える。そして、判断するステップは、基準データと検査時に測定したパラメータとの比較に基づいて、異常セルが存在しているか否かを判断する。特定するステップは、基準データと検査時に測定したパラメータとの比較に基づいて、複数の電池セルから異常セルを特定する。【００２４】
また好ましくは、二次電池はハイブリッド自動車に搭載され、ハイブリッド自動車は、二次電池の充電電力を発生するための発電機構をさらに搭載する。そして、供給するステップは、ハイブリッド自動車の運転時における二次電池の充電電流上限値よりも大きい一定電流が二次電池へ供給されるように、発電機構を制御する。【００２５】
あるいは好ましくは、二次電池は、凹部が形成された第１の筐体に格納される。検査装置は、凹部と嵌合するような形状の凸部が形成された第２の筐体に格納される。各リアクトルおよび各検出リアクトルは、凹部および凸部にそれぞれに対応して配置される。そして、取り付けるステップにおいて、凹部および凸部が嵌合されることによって、複数の検出リアクトルの各々は、複数の検出ユニットのうちの１つずつのリアクトルと磁気結合するように位置する。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、複数の電池セルが直列接続された組電池で構成された二次電池について、電池セル単位での劣化（特に、内部抵抗上昇）を、安価の構成の検出装置によって安全に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態による二次電池が使用される電気システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した各セルユニットおよびサービスツールの構成を示す電気回路図である。
【図３】本発明の実施の形態による二次電池の検査のシミュレーション条件を説明する回路図である。
【図４】図３の回路におけるシミュレーション結果を示す第１の波形図（正常時）である。
【図５】図３の回路におけるシミュレーション結果を示す第２の波形図（異常時その１）である。
【図６】図３の回路におけるシミュレーション結果を示す第３の波形図（異常時その１）である。
【図７】バッテリチェッカで測定される電圧波形の評価パラメータを説明する概念図である。
【図８】本実施の形態による二次電池の基準データ測定時の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本実施の形態による二次電池の検査時の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態による二次電池およびバッテリチェッカの外形形状の一例を説明する概略図である。
【図１１】図１０に示した二次電池の内部構造を概略的に示す斜視図である。
【図１２】本実施の形態による二次電池が搭載されるハイブリッド自動車の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示したハイブリッド自動車のエンジンおよびＭＧの回転速度の関係を示す共線図である。
【図１４】図１２の電気システムの構成図である。
【図１５】二次電池の検査時におけるハイブリッド自動車の動作を説明する共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態による二次電池が使用される電気システムの構成を示す概略ブロック図である。
【００２９】
図１を参照して、組電池である二次電池１０は、ｎ個（ｎ：２以上の整数）のセルユニットＣＵ（１）〜ＣＵ（ｎ）を含む。以下では、接続順を区別することなくセルユニットＣＵ（１）〜ＣＵ（ｎ）を包括的に表記する場合には、単にセルユニットＣＵと記載する。後述するように、各セルユニットＣＵは、単一の電池セルを含む。
【００３０】
二次電池１０には、温度センサ１６、電圧センサ１７および電流センサ１８が設けられる。二次電池１０の出力電圧（バッテリ電圧）Ｖｂは、電圧センサ１７によって測定される。電流センサ１８は、二次電池１０の入出力電流（バッテリ電流）Ｉｂを測定する。温度センサ１６は、二次電池１０のバッテリ温度Ｔｂを測定する。測定された電池データ（バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂ等）は、電池監視ユニット３０へ送出される。
【００３１】
負荷２０は、二次電池１０からの供給電力を消費することによって作動する。あるいは、負荷２０は、図示しない発電要素を含むことにより、その作動の一態様として二次電池の充電電量を発生するように構成されてもよい。たとえば、負荷２０は、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される走行用電動機および当該電動機への電力供給を制御する電力変換器（インバータ等）により構成される。
【００３２】
電池監視ユニット３０は、図示しない、マイクロプロセッサ、メモリ、アナログ／デジタル変換器、デジタル／アナログ変換器等を含む電子制御ユニットにより構成される。電子制御ユニットは、メモリに予め格納した所定プログラムの実行によって、センサ等からの入力信号・データを用いた所定の演算処理を実行して、演算処理結果に基づく出力信号・データを生成するように構成される。
【００３３】
電池監視ユニット３０は、二次電池１０の使用時、すなわち負荷２０を二次電池１０の供給電力で駆動する際や、負荷２０からの回生電力により二次電池１０を充電する際の実際の負荷運転中に、センサ１６〜１８からの電池データに基づいて、二次電池１０の状態を監視する。
【００３４】
図１に示す二次電池１０は、セルユニットＣＵごと、すなわち電池セル単位では、出力電圧を測定することはできない構成となっている。ただし、二次電池１０（各セルユニットＣＵ）は、バッテリチェッカ５０を取り付けることで、電池セル単位での劣化（内部抵抗上昇による劣化）を検出可能な構成となっている。二次電池１０およびバッテリチェッカ５０の組み合わせにより、本発明による「電池検査システム」が構成される。
【００３５】
図２は、各セルユニットおよびバッテリチェッカの構成を示す回路図である。
図２を参照して、各セルユニットＣＵは、単一の電池セルＢＣと、電池セルＢＣに対して並列に接続された検出ユニットＤＵとを有する。すなわち、第ｉ番目（ｉ：１〜ｎの整数）のセルユニットＣＵ（ｉ）は、電池セルＢＣ（ｉ）および検出ユニットＤＵ（ｉ）をそれぞれ有する。
【００３６】
本明細書において、各要素の符号に付された添字（ｉ）は、直列接続されたセルユニットＣＵの接続順（第１番目〜第ｎ番目）を示すものである。一方、このような接続順を区別する必要がない場合には、順番を示す添字を省略して各符号を記載するものとする。
【００３７】
各電池セルＢＣは、電圧源１２および内部抵抗１５が直列接続された等価回路によって示される。電圧源１２の出力電圧が当該電池セルＢＣの開放電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）に相当する。一方、電池セルＢＣの充放電時における出力電圧は、一般にＣＣＶ（Closed  Circuit  Voltage）と呼ばれる。充放電時には、バッテリ電流Ｉｂにより内部抵抗１５に電圧降下が生じるので、ＣＣＶは、ＯＣＶよりも上昇（充電時）または下降（放電時）する。
【００３８】
なお、検出ユニットＤＵは、直列接続された、インダクタ４２、電流制限抵抗４４およびツェナーダイオード４５を有する。ツェナーダイオード４５は、電池セルＢＣにより逆バイアスされる方向の極性で接続されている。
【００３９】
したがって、電池セルＢＣの出力電圧が、ツェナーダイオード４５の降伏電圧Ｖｚを超えると、ツェナーダイオード４５が導通する。電流制限抵抗４４は、この際にツェナーダイオード４５に流れる電流を制限するための回路保護抵抗である。すなわち、電流制限抵抗４４（１）〜４４（ｎ）の抵抗値は、ツェナーダイオード４５（１）〜４５（ｎ）の許容電力に応じて調整される。
【００４０】
二次電池１０の使用時において、充電電流（バッテリ電流Ｉｂ）および／または充電電圧は所定範囲内に規定される。言い換えれば、充電電流および／または充電電圧が所定の上限値を超えないように負荷２０の動作が制限される。したがって、ツェナーダイオード４５（１）〜４５（ｎ）のそれぞれの降伏電圧Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ）は、使用時の上限充電電流が各電池セルＢＣを通過したとき、あるいは、通常の充電電圧によって充電されるときの、電池セルＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ）の出力電圧（ＣＣＶ）よりも高い領域に設計されている。
【００４１】
さらに、降伏電圧Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ）はそれぞれ段階的に異なる値に設定される。本実施の形態では、好ましい態様として、Ｖｚ（１）＜Ｖｚ（２）＜…＜Ｖｚ（ｎ）のように、セルユニットＣＵの接続順に従って段階的に降伏電圧が上昇するように、降伏電圧Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ）は設定される。
【００４２】
バッテリチェッカ５０は、直列に接続されて閉回路を形成する、検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）および電圧検出器５５を有する。検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）は、バッテリチェッカ５０を二次電池１０に取り付けた際に、検出ユニットＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ）中のインダクタ４２（１）〜４２（ｎ）とそれぞれ磁気結合するように配置される。
【００４３】
電圧検出器５５は、検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）に生じた誘起電圧の和を検出するように接続されていることが理解される。電圧検出器５５は、検出した電圧の時間変化、すなわち、電圧波形を測定できるように構成される。たとえば、オシロスコープによって電圧検出器５５は構成される。
【００４４】
バッテリチェッカ５０を二次電池１０に取り付けた二次電池の検査時には、各電池セルＢＣの出力電圧（ＣＣＶ）が通常の使用時よりも上昇するように、電池セルＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ）が、通常時よりも高い充電電圧で充電される。この結果、直列接続された電池セルＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ）に対して、二次電池１０の使用時における充電電流上限値よりも大きい試験用の充電電流（テスト電流Ｉｔ）が供給されることになる。
【００４５】
具体的には、電池セルＢＣ（ｉ）のＣＣＶが、通常時にはツェナーダイオード４５（ｉ）の降伏電圧Ｖｚ（ｉ）よりも低い一方で、検査時には降伏電圧Ｖｚ（ｉ）よりも高くなるように、二次電池の検査時における充電条件（充電電圧および／または充電電流）が定められる。
【００４６】
電池セルＢＣ（ｉ）のＣＣＶがツェナーダイオード４５（ｉ）の降伏電圧Ｖｚ（ｉ）を超えると、ツェナーダイオード４５（ｉ）が導通する。これにより、検出ユニットＤＵ（ｉ）に電流が流れるため、インダクタ４２（ｉ）に誘起電圧が発生する。インダクタ４２（ｉ）に生じた誘起電圧は、磁気結合により対応の検出インダクタ５２（ｉ）に現れる。検出インダクタ５２（ｉ）に現れた誘起電圧は、電圧検出器５５に現れる。したがって、電圧検出器５５によって測定される電圧Ｖｃｋは、ツェナーダイオード４５が導通したセルユニットＣＵの個数に応じて上昇する。
【００４７】
ここで、直列接続された電池セルＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ）には共通の充電電流が供給されるため、各電池セルＢＣの内部抵抗が同等（すなわち正常）である場合には、降伏電圧Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ）の差に従って、ツェナーダイオード４５（１）〜４５（ｎ）は、順番に導通する。その一方で、内部抵抗１５の抵抗値が上昇している電池セルが存在していると、当該電池セルのＣＣＶが通常よりも上昇するので、ツェナーダイオード４５（１）〜４５（ｎ）の導通態様が正常時とは異なってくる。これにより、電圧Ｖｃｋの波形が、正常時と異常発生時とでは変化することが理解できる。
【００４８】
次に、図３から図６を用いて、本発明の実施の形態による二次電池の検査のシミュレーション結果を説明する。
【００４９】
図３は、本発明の実施の形態による二次電池の検査のシミュレーション条件を説明する回路図である。
【００５０】
図３を参照して、検査対象である二次電池１０は、直列接続された４個のセルユニットＣＵ（１）〜ＣＵ（４）により構成される。検査時には二次電池１０は充電されるので、各セルユニットＣＵでは、内部抵抗１５およびキャパシタ１２♯の直列接続により電池セルＢＣが構成されるものとした。シミュレーション条件として、内部抵抗値は正常セルで３ｍΩ、異常セルで６ｍΩとした。また、キャパシタ１２♯は４０００Ｆとした。
【００５１】
各電池セルＢＣに対して、図２に示した検出ユニットＤＵが配置される。シミュレーション条件として、降伏電圧Ｖｚ（１）＝４．０Ｖとし、降伏電圧Ｖｚ（２）、Ｖｚ（３）およびＶｚ（４）については順に０．０１Ｖずつ高く設定した。
【００５２】
図３に示した回路に対して、二次電池の検査時における充電条件として、一定の充電電流Ｉｃｈとしてテスト電流Ｉｔ＝６０Ａが供給されるものとした。このようなテスト電流の供給時に、バッテリチェッカ５０（電圧検出器５５）によって測定される電圧Ｖｃｋの波形をシミュレーションした結果が図４〜６に示される。
【００５３】
図４は、各電池セルの内部抵抗が正常であるときのシミュレーション結果を示す波形図である。すなわち、図４には、各電池セルＢＣの内部抵抗を３ｍΩとしたときの電圧Ｖｃｋの波形のシミュレーション結果が示される。
【００５４】
図４を参照して、各電池セルＢＣの内部抵抗が正常であるときには、各電池セルの出力電圧（ＣＣＶ）は同様に上昇する。したがって、電池セルＢＣの出力電圧がツェナーダイオード４５の降伏電圧Ｖｚを超えることによって、インダクタ４２および検出インダクタ５２に電圧が生じるタイミングは、セルユニットＣＵ（１）〜ＣＵ（４）の順となる。
【００５５】
すなわち、時刻ｔ１でセルユニットＣＵ（１）においてツェナーダイオード４５（１）が導通し、時刻ｔ２には、セルユニットＣＵ（２）においてツェナーダイオード４５（２）が導通する。さらに、時刻ｔ３には、セルユニットＣＵ（３）においてツェナーダイオード４５（３）が導通し、時刻ｔ４には、セルユニットＣＵ（４）においてツェナーダイオード４５（４）が導通する。
【００５６】
この結果、電圧Ｖｃｋは、時刻ｔ１〜ｔ４のそれぞれでステップ状に電圧が上昇する波形を示す。すなわち、電圧Ｖｃｋは、セルユニットＣＵ（電池セルＢＣ）の個数と同じく、４段階に上昇する。また、各電圧ステップでの時間幅もほぼ均等となっている。
【００５７】
図５には、電池セルＢＣ（２）の内部抵抗が上昇しているときのシミュレーション結果が示される。すなわち、電池セルＢＣ（２）においては内部抵抗を６ｍΩとし、その他の電池セルＢＣ（１），ＢＣ（３），ＢＣ（４）では、内部抵抗を３ｍΩとしたときの電圧Ｖｃｋのシミュレーション結果が示される。
【００５８】
図５を参照して、内部抵抗が上昇している電池セルＢＣ（２）を含むセルユニットＣＵ（２）では、図４よりも早いタイミングで出力電圧（ＣＣＶ）が上昇する。この結果、時刻ｔ１の時点において、セルユニットＣＵ（１），ＣＵ（２）のツェナーダイオード４５（１），４５（２）が導通することとなる。一方、時刻ｔ３およびｔ４では、図４と同様に、セルユニットＣＵ（３）およびＣＵ（４）の出力電圧が降伏電圧Ｖｚ（３）およびＶｚ（４）をそれぞれ超える。
【００５９】
この結果、電圧Ｖｃｋは、内部抵抗が上昇している電池セルが存在するために、ステップ状に電圧が上昇する段数（以下、単に「段階数」とも称する）が、図４と比較して１つ減っている。さらに、各電圧ステップでの時間幅が不均等となっている。具体的には、１段目の電圧ステップの時間幅（時刻ｔ１〜ｔ３）が、２段目の電圧ステップの時間幅（時刻ｔ３〜ｔ４）よりも長くなっている。
【００６０】
図６には、電池セルＢＣ（３）の内部抵抗が上昇しているときのシミュレーション結果が示される。すなわち、電池セルＢＣ（３）においては内部抵抗を６ｍΩとし、その他の電池セルＢＣ（１），ＢＣ（２），ＢＣ（４）では、内部抵抗を３ｍΩとしたときの電圧Ｖｃｋのシミュレーション結果が示される。
【００６１】
図６を参照して、内部抵抗が上昇している電池セルＢＣ（３）を含むセルユニットＣＵ（３）では、図４よりも早いタイミングで出力電圧（ＣＣＶ）が上昇する。この結果、時刻ｔ２の時点において、セルユニットＣＵ（２），ＣＵ（３）のツェナーダイオード４５（２），４５（３）が導通することとなる。一方、時刻ｔ１およびｔ４では、図４と同様に、セルユニットＣＵ（１）およびＣＵ（４）の出力電圧が降伏電圧Ｖｚ（１）およびＶｚ（４）をそれぞれ超える。
【００６２】
この結果、電圧Ｖｃｋは、内部抵抗が上昇している電池セルが存在するために、ステップ状に電圧が上昇する段数（以下、単に「段階数」とも称する）が、図４と比較して１つ減っている。さらに、各電圧ステップでの時間幅が不均等となっている。具体的には、２段目の電圧ステップの時間幅（時刻ｔ２〜ｔ４）が、１段目の電圧ステップの時間幅（時刻ｔ１〜ｔ２）よりも長くなっている。
【００６３】
図４〜図６のシミュレーション結果から理解されるように、本実施の形態による二次電池では、内部抵抗が上昇した異常セルの存在は、バッテリチェッカ５０での電圧Ｖｃｋの波形に現れる。
【００６４】
したがって、図７に示すように、バッテリチェッカで測定される電圧波形の評価パラメータを設定することができる。
【００６５】
図７を参照して、評価パラメータは、ステップ状に変化する電圧の段階数Ｎｖと、中間の電圧ステップのそれぞれにおける時間幅Ｔ１〜Ｔ３（以下、包括的に「時間幅Ｔｉ」とも称する）を含む。すなわち、各電池セルＢＣの内部抵抗が正常である基準状態時（代表的には、新品時または使用開始時）における評価パラメータ（基準データ）と、検査時の評価パラメータとを比較することによって、電池セル単位での異常（内部抵抗上昇）を検知することができる。
【００６６】
具体的には、段階数Ｎｖが減少したか否かに応じて、内部抵抗上昇による劣化が発生した電池セル（異常セル）の有無を判定できる。さらに、異常セルの発生時には、時間幅Ｔｉについての基準状態からの変化に基づいて、異常セルを特定することができる。
【００６７】
図８には、本実施の形態による二次電池の基準データ測定時の処理手順が示される。図８に示すフローチャートは、たとえば、新品時または使用開始時に実行することができる。
【００６８】
図８を参照して、ステップＳ１００では、二次電池１０にバッテリチェッカ５０が取り付けられる、そして、ステップＳ１０５では、バッテリチェッカ５０が取り付けられた状態の二次電池１０に対して、検査時の充電が実行される。すなわち、電池セルＢＣ（ｉ）のＣＣＶが、通常時にはツェナーダイオード４５（ｉ）の降伏電圧Ｖｚ（ｉ）よりも高くなるような充電条件（充電電圧または充電電流）によって、二次電池１０が充電される。たとえば、レギュレータ機能付きの充電器等により、ステップＳ１０５が実行できる。
【００６９】
ステップＳ１１０では、検査時の充電が実行された状態で、バッテリチェッカ５０（電圧検出器５５）での電圧波形（Ｖｃｋ）が観測される。そして、電圧波形に基づいて、図７で説明した評価パラメータである、電圧の段階数Ｎｖおよび各電圧ステップでの時間幅Ｔｉが測定される。なお、段階数Ｎｖおよび時間幅Ｔｉの測定は、電圧波形の解析機能等により自動的に実行することもできる。
【００７０】
ステップＳ１１０による評価パラメータの測定が完了すると、ステップＳ１２０により、二次電池１０の検査時の充電が停止される。さらに、ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で得られた評価パラメータが、基準データとして図１の電池監視ユニット３０へ記憶される。これにより、二次電池１０の使用後においても、電池監視ユニット３０へアクセスすることで、初期状態データを任意のタイミングで読出すことが可能となる。
【００７１】
図９は、本実施の形態による二次電池１０の検査時における処理手順を示すフローチャートである。
【００７２】
図９を参照して、ステップＳ２００〜Ｓ２０５では、図８のステップＳ１００〜Ｓ１０５と同様に、二次電池１０にバッテリチェッカ５０が取り付けられるとともに、二次電池１０が検査のために充電される。この際の充電条件（充電電圧または充電電流）は、ステップＳ１０５と同等であることが好ましい。あるいは、基準データを測定した際の充電条件を、基準データとともに電池監視ユニット３０へ記憶しておけば、検査時の充電条件を、確実に基準データ測定時と同等にすることができる。
【００７３】
ステップＳ２１０では、検査時の充電が実行された状態で、ステップＳ１１０と同様に、バッテリチェッカ５０（電圧検出器５５）による電圧Ｖｃｋの波形に基づいて、評価パラメータである、電圧の段階数Ｎｖおよび各電圧ステップでの時間幅Ｔｉが測定される。ステップＳ２１０による評価パラメータの測定が完了すると、ステップＳ２２０により、二次電池１０の検査時の充電が停止される。
【００７４】
ステップＳ２３０では、二次電池１０の基準データとして、基準状態（新品時または使用開始時）の評価パラメータが読出される。なお、ステップＳ２３０の処理は、ステップＳ２００〜Ｓ２２０よりも前に実行されてもよい。
【００７５】
そして、ステップＳ２４０では、評価パラメータのうちの、電圧の段階数Ｎｖが、基準データと、今回の検査時の測定データとの間で比較される。そして、段階数Ｎｖが基準データと同一であるとき（ステップＳ２４０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２６０により、各電池セルＢＣの内部抵抗が正常、すなわち全電池セルＢＣ（すなわち、全セルユニットＣＵ）とも交換不要であると判定される。
【００７６】
一方で、段階数Ｎｖが基準データよりも減少しているときには（Ｓ２４０のＹＥＳ判定時）、内部抵抗が上昇した異常セルが発生していると判断される。この場合には、ステップＳ２５０に処理を進めて、基準データと今回の検査時の測定データとの間で時間幅Ｔｉを比較することによって、異常セルを特定する。この結果、交換が必要な電池セルＢＣ（ｉ）（すなわち、セルユニットＣＵ（ｉ））を特定することができる。
【００７７】
このように、本実施の形態による二次電池では、通常使用時には導通しないツェナーダイオード４５を導通させるような検査時の充電条件によって充電することにより、インダクタ４２およびツェナーダイオード４５を含む検出ユニットＤＵから、電池セルＢＣ単位での出力電圧に対応した電圧を、磁気結合を介して読出すことが可能である。すなわち、インダクタ同士の磁気結合によって、組電池の各セルユニットＣＵの電圧を、外部から測定できるように、二次電池１０が構成されている。
【００７８】
バッテリチェッカ５０は、インダクタ同士の磁気結合によって、検出インダクタ４２によって各セルユニットＣＵからの出力電圧を測定することができる。特に、１個の電圧検出器５５での電圧変化（電圧波形）によって、電池セルＢＣ単位での劣化（特に、内部抵抗上昇）を検出できる。
【００７９】
この結果、組電池（二次電池１０）の各電池セルＢＣに対応して電圧センサを設けることなく、１個の電圧検出器５５を有するバッテリチェッカ５０によって、電池セル単位での劣化（特に、内部抵抗上昇）を検出できる。すなわち、組電池（二次電池１０）および検査用ツールであるバッテリチェッカ５０の両方を安価に構成した上で、電池セル単位での劣化を検出できる。
【００８０】
さらに、磁気結合により非接触で電圧を測定するように、二次電池１０およびバッテリチェッカ５０が構成されている。これにより、組電池の解体や、電圧計の接続等の結線作業が不要となるので、二次電池１０の検査を安全に実施できる。
【００８１】
図１０および図１１には、二次電池の検査をさらに簡易化するための二次電池（組電池）およびバッテリチェッカの外形形状の一例が示される。
【００８２】
図１０を参照して、組電池である二次電池１０は、筐体１３に格納される。同様に、バッテリチェッカ５０は、筐体５６に格納される。筐体１３，５６は、樹脂等の絶縁体によって構成される。二次電池の筐体１３には、凹部１４が設けられている。バッテリチェッカ５０の筐体５６は、筐体１３の凹部１４と嵌合する凸部５８を有するように構成される。
【００８３】
図１１を参照して、筐体１３の内部には、セルユニットＣＵが配列される。そして、各セルユニットＣＵの検出ユニットに含まれるインダクタ４２は、凹部１４に近接して配置される。たとえば、凹部１４の底面に対応して、インダクタ４２（１）〜４２（ｎ）が順に配列される。
【００８４】
再び図１０を参照して、バッテリチェッカ５０の凸部５８の内部には、図３に示した検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）が配置されている。具体的には、バッテリチェッカ５０の凸部５８を二次電池１０の凹部１４に嵌合すると、凹部１４に対応して配置されたインダクタ４２（１）〜４２（ｎ）とそれぞれ磁気結合するように、検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）が予め位置決めされた状態で、検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）は、凸部５８に格納される。
【００８５】
このようにすると、二次電池１０およびバッテリチェッカ５０の筐体１３，５６を嵌合することによって、二次電池側のインダクタ４２（１）〜４２（ｎ）と、バッテリチェッカ５０の検出インダクタ５２（１）〜５２（ｎ）とが適切に磁気結合するように、両者が位置決めされる。この結果、バッテリチェッカ５０による二次電池１０の検査がさらに簡易化される。
【００８６】
［実施の形態２］
実施の形態２では、検査の対象となる二次電池１０がハイブリッド自動車に搭載された場合について説明する。ハイブリッド自動車には、車両走行中に二次電池１０を充電するための発電機構が搭載されている。したがって、実施の形態２では、基準データの測定時および検査時における充電電力を、これら車載発電機構を用いて発生する。
【００８７】
図１２を参照して、本実施の形態による二次電池を搭載したハイブリッド自動車について説明する。このハイブリッド自動車は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor  Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０とを備える。
【００８８】
ハイブリッド自動車は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０を介して連結されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１ＭＧ１１０を駆動させて発電する経路である。
【００８９】
第１ＭＧ１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第１ＭＧ１１０は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の駆動力により発電する。第１ＭＧ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０のＳＯＣ（State  Of  Charge）に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第１ＭＧ１１０により発電された電力はそのまま第２ＭＧ１２０を駆動させる電力となる。一方、バッテリ１５０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、第１ＭＧ１１０により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。
【００９０】
第２ＭＧ１２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第２ＭＧ１２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。
【００９１】
第２ＭＧ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１６０に伝えられる。これにより、第２ＭＧ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪１６０の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。
【００９２】
ハイブリッド車両の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として作動する。これにより第２ＭＧ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。
【００９３】
第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の制御には、たとえばＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御が用いられる。なお、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０をＰＷＭ制御を用いて制御する方法には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。
【００９４】
動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含むプラネタリギヤユニットである。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと噛合う。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第１ＭＧ１１０の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第２ＭＧ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。
【００９５】
エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０が、プラネタリギヤユニットを介して連結されることで、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の回転速度は、図１３に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００９６】
再び図１２を参照して、バッテリ１５０は、図１に示した二次電池１０に相当する。すなわち、バッテリ１５０は、本実施の形態による二次電池に相当し、バッテリチェッカ５０を取り付けることによって、電池セル単位での異常（内部抵抗上昇）を検出できる。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０には、バッテリセンサ１９が配置される。バッテリセンサ１９は、図１における温度センサ１６、電圧センサ１７および電流センサ１８を包括的に表記するものである。バッテリセンサ１９によって検出された電池データは、電池監視ユニット３０へ送出される。
【００９７】
ＰＭ（Power  train  Manager）−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１７０は、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の動作を総合的に制御する。ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、ハイブリッド自動車がドライバ操作に従って走行するように、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の出力トルクおよび／または回転速度の目標値を設定する。エンジン１００は、図示しないエンジンＥＣＵによって、ＰＭ−ＥＣＵ１７０からの指令に従って制御される。
【００９８】
第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０からの指令に従って、ＭＧ−ＥＣＵ１７２によって制御される。たとえば、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０のトルク指令値を設定する。ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０からのトルク指令値に従って、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の出力トルクを電流フィードバックにより制御する。
【００９９】
図１４を用いて、ハイブリッド自動車の電気システムについてさらに説明する。ハイブリッド自動車には、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、ＳＭＲ（System  Main  Relay）２３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０と、補機２５０とが設けられる。
【０１００】
コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、バッテリ１５０の正極側に一端が接続される。リアクトルの他端は、直列接続された２つの電力用半導体スイッチング素子（以下、「スイッチング素子」とも称する）の接続点に他端が接続される。
【０１０１】
ｎｐｎ型トランジスタは、ＭＧ−ＥＣＵ１７２により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
【０１０２】
なお、スイッチング素子としては、例示されたパワートランジスタ（ｎｐｎ型トランジスタ）の他、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等を適宜を用いることができる。
【０１０３】
バッテリ１５０から放電された電力を第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０により発電された電力をバッテリ１５０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。
【０１０４】
コンバータ２００と、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０との間のシステム電圧ＶＨは、電圧センサ１８０により検出される。電圧センサ１８０の検出結果は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２に送信される。
【０１０５】
第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１ＭＧ１１０の各コイルの中性点１１２とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【０１０６】
第１インバータ２１０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第１ＭＧ１１０に供給する。また、第１インバータ２１０は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電流を直流電流に変換する。
【０１０７】
第２インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２ＭＧ１２０の各コイルの中性点１２２とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【０１０８】
第２インバータ２２０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第２ＭＧ１２０に供給する。また、第２インバータ２２０は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電流を直流電流に変換する。
【０１０９】
コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、ＭＧ−ＥＣＵ１７２により制御される。ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０から入力されたトルク指令値に従ったトルクを出力するように、第１インバータ２１０を制御する。同様に、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、ＰＭ−ＥＣＵ１７０から入力されたトルク指令値に従ったトルクを出力するように、第２インバータ２２０を制御する。図１４の構成では、ＳＭＲ２３０よりも後段の回路群が、図１の負荷２０に対応する。また、ＭＧ−ＥＣＵ１７２は、コンバータ２００の制御によって、バッテリ１５０の充電電圧または充電電流を制御できる。
【０１１０】
実施の形態１で説明したように、バッテリチェッカ５０による検査時には、二次電池１０に対して所定の充電条件を設定する必要がある。実施の形態２では、ハイブリッド自動車に搭載された発電機構によって、バッテリ１５０の充電電力を供給する。
【０１１１】
図１５は、バッテリチェッカ５０による二次電池の検査時におけるハイブリッド自動車の動作を説明する共線図である。
【０１１２】
図１５を参照して、バッテリチェッカ５０が二次電池１０に取り付けられ、かつ、搭載され、さらに二次電池の検査を指示するモード信号が、ＰＭ−ＥＣＵ１７０に入力されると、ハイブリッド自動車は、パーキングポジション選択中であることを条件に、電池検査モードに移行する。電池検査モードでは、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、エンジン回転速度を所定の一定値Ｎ０に維持する。すなわち、エンジン１００の回転速度をＮ０に維持するような制御指示が出されて、エンジン１００での燃料噴射量、点火タイミング等が制御されることになる。一方で、第２ＭＧ１２０の回転速度は零に維持される。すなわち、ハイブリッド自動車は停止状態を維持する。
【０１１３】
そして、ＰＭ−ＥＣＵ１７０は、第１ＭＧ１１０のトルク指令値（負トルク）の設定によって、検査時の充電条件によってバッテリ１５０を充電できるように、第１ＭＧ１１０の発電電力を制御する。たとえば、インバータ２１０およびコンバータ２００を介してバッテリ１５０へ供給される充電電流が所定の一定値となるように、インバータ２１０およびコンバータ２００が制御される。
【０１１４】
なお、上述のように、電池検査時の充電条件（電圧および／または電流）は、通常の使用時における上限値よりも高い値に制御される。したがって、電池検査モードの入力は、ユーザ操作画面から入力するのではなく、メンテナンス時に特別に入力可能となる構成とすることが好ましい。
【０１１５】
このようにすると、ハイブリッド自動車等の電動車両に搭載された二次電池（バッテリ１５０）を、バッテリチェッカ５０によって、容易に検査することが可能となる。
【０１１６】
なお、図１２に示したハイブリッド自動車の構成は一例であり、他のパワートレーン構成を有するハイブリッド自動車にも、本実施の形態による二次電池を搭載できる。また、ハイブリッド自動車は、車両走行中に二次電池１０を充電するための発電機構が搭載されているものであれば、エンジンを搭載したものに限定されない。
【０１１７】
さらに、本実施の形態では、二次電池が電動車両に搭載されるものと例示したが、特に負荷を限定することなく、いずれの機器に用いられる二次電池についても、本発明の適用が可能である点について、確認的に記載する。
【０１１８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
この発明は、複数の電池セルが直列に接続された組電池である二次電池の検査に適用できる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  二次電池（組電池）、１２  電圧源、１２♯  キャパシタ、１３  筐体（二次電池）、１４  凹部、１５  内部抵抗、１６  温度センサ、１７，１８０  電圧センサ、１８  電流センサ、１９  バッテリセンサ、２０  負荷、３０  電池監視ユニット、４２，４２（１）〜４２（ｎ）  インダクタ、４４，４４（１）〜４４（ｎ）  電流制限抵抗、４５，４５（１）〜４５（ｎ）  ツェナーダイオード、５０  バッテリチェッカ、５２  検出インダクタ、５５  電圧検出器、５６  筐体（バッテリチェッカ）、５８  凸部、１００  エンジン、１１２，１２２  中性点、１２０，１５０  バッテリ、１３０  動力分割機構、１４０  減速機、１６０  前輪、１７０  ＰＭ−ＥＣＵ、１７２−ＭＧ−ＥＣＵ、２００  コンバータ、２１０  第１インバータ、２２０  第２インバータ、２４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ（補機系）、２５０  補機、ＢＣ，ＢＣ（１）〜ＢＣ（ｎ）  電池セル、ＣＵ，ＣＵ（１）〜ＣＵ（ｎ）  セルユニット、ＤＵ，ＤＵ（１）〜ＤＵ（ｎ）  検出ユニット、Ｉｂ  バッテリ電流、Ｉｃｈ  充電電流、Ｎ０  一定値（エンジン回転数）、Ｎｖ  段階数、Ｔ１〜Ｔ３  時間幅、Ｔｂ  バッテリ温度、Ｖｂ  バッテリ電圧、Ｖｃｋ  電圧（バッテリチェッカ）、Ｖｚ，Ｖｚ（１）〜Ｖｚ（ｎ）  降伏電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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