(57)【要約】  蓄電素子の管理装置５０であって、前記蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４への電力供給が停止した後、前記蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の計測データに基づいて、前記蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の電圧が低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する原因解析部５１と、を備える。
2019088264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する原因解析部を備える、管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の使われ方に原因があるか否かを判断する、管理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、
電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の電流が電流閾値より大きい場合、
電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の環境温度が温度閾値より高い場合、
電力供給停止後、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの経過時間又は電圧と相関性のある物理量が前記所定値まで低下するまでの経過時間が時間閾値より長い場合の、いずれかに該当する場合、
前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因は、前記蓄電素子の使われ方と判断する、管理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子の計測データを記録する記憶部を備える管理装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の管理装置であって、
電力供給停止後に計測される前記蓄電素子の計測データは、前記蓄電素子の電圧、前記蓄電素子の電流、前記蓄電素子の環境温度、電力供給停止後の経過時間のうち、電圧を含む２以上である、管理装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子から負荷に対して流れた電流に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、過負荷であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、
前記蓄電素子の電圧のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が放電した第１放電容量を算出し、
前記蓄電素子の電流のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が負荷に対して放電した第２放電容量を算出し、
算出した前記第１放電容量と前記第２放電容量の差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記蓄電素子は直列に複数接続されており、
前記原因解析部は、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した時点又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した時点の蓄電素子間の電圧差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の管理装置であって、
時間を計時する計時部を備え、
前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、長期放置であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記所定電圧は、電流遮断装置が電流を遮断する電圧である、管理装置。
【請求項１１】
原因の解析方法であって、
蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後の前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する、原因の解析方法。
【請求項１２】
蓄電装置であって、
蓄電素子と、
前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、
前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の管理装置と、を備えた蓄電装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蓄電装置であって、
駆動用にエンジンを備えたエンジン駆動車に搭載され、
前記原因解析部は、前記エンジンの停止後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合、前記エンジンの停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する、蓄電装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の蓄電装置であって、
駆動用に駆動モータを備えた電気自動車に搭載され、
前記蓄電装置は、前記駆動モータに電力を供給する駆動用バッテリであり、
前記原因解析部は、前記蓄電装置の充電停止後、前記駆動モータが停止している期間に、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合、前記蓄電装置の充電停止後、前記駆動モータが停止している期間に、計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する、蓄電装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の蓄電装置を備えたエンジン駆動車。
【請求項１６】
請求項１４に記載の蓄電装置を備えた電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子の電圧又は電圧と相関性のある物理量が低下した原因を解析する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の蓄電素子は、電池の低電圧異常を検出した場合、リレー等の保護装置を用いて電池から流れる電流を遮断することで、電池が過放電になることを防いでいる。保護装置の動作後も長期間、充電が行われなければ、電池の自己放電や管理装置の暗電流により、電池が過放電に至ることがある。下記の特許文献１には、エンジン停止中のバッテリの最小電圧から過放電を判断し、その原因は、走行頻度や走行中のバッテリの平均電圧などから判断する点について、記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５０３４８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、走行頻度や走行中のバッテリの平均電圧などから、過放電の原因を判断している。特許文献１では、過放電の原因を判断できるケースが、車両走行時のバッテリのデータが取得できている場合に制限され、車両が長期放置されている場合など、車両走行時のデータが取得できていない場合には、過放電の原因を解析することが難しい。
本発明は、車両が長期放置されている場合など、車両走行時の蓄電素子のデータが取得できていない場合でも、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因や電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した原因を解析する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する原因解析部を備える。【０００６】
これらの技術は、蓄電素子の電圧又は電圧と相関性のある物理量が低下した原因の解析方法に適用することが出来る。蓄電素子と計測部と電流遮断装置と管理装置とを含む蓄電装置、蓄電装置を搭載した車両に適用することが出来る。蓄電素子の電圧又は電圧と相関性のある物理量が低下した原因を解析するプログラム、及びそれらプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本構成では、車両走行時の蓄電素子のデータが取得できていない場合でも、蓄電素子の電圧が所定電圧まで低下した原因や、電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した原因を解析できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】自動車の側面図
【図２】バッテリの斜視図
【図３】バッテリの分解斜視図
【図４】実施形態１におけるバッテリの電気的構成を示すブロック図
【図５】エンジン停止後の、リチウムイオン二次電池の電圧の変化を示すグラフ
【図６】エンジン停止後のバッテリの監視処理の流れを示すフローチャート
【図７】リチウムイオン二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すグラフ
【図８】保護動作が実行された原因を解析するためのデータ処理を示す図
【図９】保護動作が実行された原因を解析する解析フローの流れを示すフローチャート
【図１０】実施形態２におけるバッテリの電気的構成を示すブロック図
【図１１】電圧計測線の詳細図
【図１２】電圧計測線が断線した時の電流ループを示す図
【図１３】電圧計測線が断線した時の電流ループを示す図
【図１４】保護動作が実行された原因を解析する解析フローの流れを示すフローチャート
【図１５】実施形態３における電気自動車の電気的構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する原因解析部を備える。蓄電素子の計測データは、電圧や電流など蓄電素子の状態の計測値である。状態の計測値は、蓄電素子の温度を含んでいてもよい。蓄電素子の計測データは、状態に計測値に加え、蓄電素子の環境温度など、蓄電素子の環境の計測値を含んでいてもよい。
【００１０】
この構成では、蓄電素子への電力供給が停止し、充電がストップしている期間の計測データを解析することで、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因や、電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した原因を解析できる。この構成では、車両走行時の蓄電素子のデータが取得できていない場合でも、蓄電素子の電圧が所定電圧まで放電した原因や、電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した原因を解析できるという効果がある。
【００１１】
前記原因解析部は、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の使われ方か否かを判断してもよい。蓄電素子の使われ方（使用態様）は、蓄電素子の環境温度などの使用環境や、蓄電素子の放置時間、負荷の大小などの負荷状況が含まれる。
【００１２】
この構成では、蓄電素子の使われ方が原因である場合、蓄電装置の供給者は、使われ方の改善を求める等の対応を行うことが出来る。
【００１３】
前記原因解析部は、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の電流が電流閾値より大きい場合、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の環境温度が温度閾値より高い場合、電力供給停止後、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの経過時間又は電圧と相関性のある物理量が前記所定値まで低下するまでの経過時間が基準時間より長い場合の、いずれかに該当する場合、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因は、前記蓄電素子の使われ方と判定してもよい。
【００１４】
この構成では、蓄電素子の過負荷、高温環境下での使用、放置時間超過などで、蓄電素子が所定電圧まで低下した場合、その原因は、蓄電素子の使われ方に有ると、判定できる。電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合も、同様である。
【００１５】
管理装置は、前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子の計測データを記録する記憶部を備えてもよい。
【００１６】
この構成では、記憶部に記憶された計測データを事後解析することで、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因を解析することが出来る。電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合も、同様である。
【００１７】
電力供給停止後に計測される前記蓄電素子の計測データは、前記蓄電素子の電圧、前記蓄電素子の電流、前記蓄電素子の環境温度、電力供給停止後の経過時間のうち、電圧を含む２以上でもよい。
【００１８】
この構成では、蓄電素子が所定電圧に低下した場合、蓄電素子の電流、蓄電素子の環境温度、経過時間のうち、少なくともいずれか１つと相関性のある原因を特定することが出来る。電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合も、同様である。
【００１９】
前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子から負荷に対して流れた電流に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、過負荷であるか、否かを判断してもよい。
【００２０】
この構成では、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、過負荷であるか、否かを判断できる。そのため、原因が過負荷である場合、蓄電装置の供給者は、負荷を減らすように警告等を行うことで、蓄電素子の交換後、再び電圧が低下して、低電圧異常が生じることを抑制出来る。
【００２１】
前記原因解析部は、前記蓄電素子の電圧のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が放電した第１放電容量を算出し、前記蓄電素子の電流のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が負荷に対して放電した第２放電容量を算出し、算出した前記第１放電容量と前記第２放電容量の差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断してもよい。
【００２２】
蓄電素子が内部短絡している場合は、内部短絡していない場合に比べて、第１放電容量は大きくなり、第２放電容量との差が拡大する。そのため、２つの放電容量差の大きさから、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断することが出来る。原因が内部短絡である場合には、蓄電装置の供給者は、蓄電素子の交換を促す警告等を行うことで、原因に応じた対処をユーザに求めることが出来る。
【００２３】
前記蓄電素子は直列に複数接続されており、前記原因解析部は、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した時点又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した時点の蓄電素子間の電圧差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断してもよい。
【００２４】
この構成では、電圧差を利用しているから、計測誤差が小さく、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、蓄電素子の内部短絡であるか、否かを、精度よく判断することが出来る。
【００２５】
時間を計時する計時部を備え、前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、長期放置であるか、否かを判断してもよい。
【００２６】
この構成では、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、長期放置であるか、否かを判断することが出来る。そのため、原因が長期放置である場合、蓄電装置の供給者は、放置期間を短くするようユーザに警告等行うことで、蓄電素子の交換後、再び電圧が低下して、低電圧異常が生じることを抑制出来る。
【００２７】
前記所定電圧は、電流遮断装置が電流を遮断する電圧に設定してもよい。この構成では、電流遮断装置が電流を遮断した原因を解析できる。
【００２８】
＜実施形態１＞
１．バッテリの説明
図１は自動車の側面図、図２はバッテリの斜視図、図３はバッテリの分解斜視図、図４はバッテリの電気的構成を示すブロック図である。
【００２９】
自動車１は、車軸の駆動用にエンジン３を有するエンジン駆動車である。自動車１は、図１に示すように、蓄電装置であるバッテリ２０を備えている。バッテリ２０は、図２に示すように、ブロック状の電池ケース２１を有しており、電池ケース２１内には、複数の二次電池Ｂ１〜Ｂ４からなる組電池３０や制御基板２８が収容されている。
【００３０】
電池ケース２１は、図３に示すように、上方に開口する箱型のケース本体２３と、複数の二次電池Ｂ１〜Ｂ４を位置決めする位置決め部材２４と、ケース本体２３の上部に装着される中蓋２５と、上蓋２６とを備えて構成されている。ケース本体２３内には、図３に示すように、各二次電池Ｂ１〜Ｂ４が個別に収容される複数のセル室２３ＡがＸ方向に並んで設けられている。
【００３１】
位置決め部材２４は、図３に示すように、複数のバスバー２７が上面に配置されており、位置決め部材２４がケース本体２３内に配置された複数の二次電池Ｂ１〜Ｂ４の上部に配置されることで、複数の二次電池Ｂ１〜Ｂ４が、位置決めされると共に複数のバスバー２７によって直列に接続されるようになっている。
【００３２】
中蓋２５は、図２に示すように、平面視略矩形状をなしている。中蓋２５のＸ方向両端部には、図示しないハーネス端子が接続される一対の端子部２２Ｐ、２２Ｎが設けられている。一対の端子部２２Ｐ、２２Ｎは、例えば鉛合金等の金属からなり、２２Ｐが正極側端子部、２２Ｎが負極側端子部である。
【００３３】
中蓋２５の上面には、収容部２５Ａが設けられている。制御基板２８は、中蓋２５の収容部２５Ａの内部に収容されており、中蓋２５がケース本体２３に装着されることで、二次電池Ｂと制御基板２８とが接続されるようになっている。上蓋２６は、中蓋２５の上部に装着され、制御基板２８を収容した収容部２５Ａの上面を閉じるようになっている。
【００３４】
図４を参照して、バッテリ２０の電気的構成を説明する。バッテリ２０は、エンジン始動用であり、組電池３０と、電流遮断装置３７と、電流センサ４１と、電圧検出部４５と、組電池３０を管理する管理装置５０とを有する。
【００３５】
組電池３０は、直列接続された４つのリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４から構成されている。リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４は、本発明の「蓄電素子」の一例である。
【００３６】
組電池３０、電流センサ４１、電流遮断装置３７は、通電路３５Ｐ、３５Ｎを介して、直列に接続されている。電流センサ４１を負極の通電路３５Ｎ、電流遮断装置３７を正極の通電路３５Ｐに配置しており、電流センサ４１は負極側端子部２２Ｎ、電流遮断装置３７は、正極側端子部２２Ｐにそれぞれ接続されている。
【００３７】
電流センサ４１は、電池ケース２１の内部に設けられており、組電池３０に流れる電流Ｉを検出する。電流センサ４１は、信号線によって管理装置５０に電気的に接続されており、電流センサ４１の出力は、管理装置５０に取り込まれる。
【００３８】
電圧検出部４５は、電池ケース２１の内部に設けられており、各リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電池電圧Ｖ１〜Ｖ４及び組電池３０の総電圧Ｅｖを検出する。電圧検出部４５は、信号線によって管理装置５０に電気的に接続されており、電圧検出部４５の出力は、管理装置５０に取り込まれる。電流センサ４１、電圧検出部４５は、本発明の「計測部」の一例である。
【００３９】
電流遮断装置３７は、リレーなどの有接点スイッチ（機械式）やＦＥＴやトランジスタなどの半導体スイッチにより構成することが出来る。電流遮断装置３７は、正極の通電路３５Ｐをオープンすることで、電流を遮断することが出来る。
【００４０】
管理装置５０は、演算機能を有するＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、時間を計時する計時部５３、第１メモリ５４、第２メモリ５５、通信部５６など備えており、制御基板２８上に設けられている。図４に示す符号５８は、管理装置５０の電源線であり、管理装置５０は組電池を電源としている。第１メモリ５４は、本発明の「記憶部」に相当する。
【００４１】
ＲＯＭ５２には、図９に示す原因解析フロー（Ｓ１０〜Ｓ６０）を実行するためのプログラムが記憶されている。原因解析フローを実行するための各種のデータ、例えば、閾値Ｘ１〜Ｘ５が記憶されている。プログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記憶して譲渡等することが出来る。第１メモリ５４は揮発性のメモリである。第２メモリ５５は不揮発性のメモリで、データのバックアップ用である。
【００４２】
ＣＰＵ５１は、電流センサ４１の出力に基づいて、組電池３０に流れる電流Ｉを監視する。電圧検出部４５の出力に基づいて、各リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４及び組電池３０の総電圧Ｅｖを監視する。
【００４３】
ＣＰＵ５１は、エンジン停止後に電流遮断装置３７による保護動作が実行された場合、図９に示す原因解析フローを実行して保護動作が実行された原因を解析する。ＣＰＵ５１は、本発明の「原因解析部」に相当する。
【００４４】
通信部５６は、自動車１に搭載された車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００との通信用として設けられている。車両への搭載後、通信部５６は、信号線により、車両ＥＣＵ１００と接続され、管理装置５０は、エンジン３の動作状態（停止や駆動）など車両に関する情報を、車両ＥＣＵ１００から受信できる。
【００４５】
図４に示すように、バッテリ２０には、エンジン始動用のセルモータ１３０や、自動車１に搭載された各電装品等の車両負荷１５０、オルタネータ１６０が接続されている。オルタネータ１６０は、エンジン３の動力により発電する車両発電機である。エンジン駆動中、オルタネータ１６０の発電量が車両負荷１５０の電力消費より大きい場合、バッテリ２０はオルタネータ１６０による充電される。
【００４６】
オルタネータ１６０の発電量が車両負荷１５０の電力消費より小さい場合、バッテリ２０は、その不足分を補うため、放電する。エンジン停止中は、オルタネータ１６０は発電を停止する。そのため、バッテリ２０は電力供給が停止した状態（充電されない状態）であり、車両負荷１５０に対して放電のみ行う状態となる。
【００４７】
バッテリ２０は、車載のオルタネータ１６０以外に、外部充電器１７０を接続することにより、充電することが出来る。
【００４８】
バッテリ２０は、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４と、電流遮断装置３７、電流センサ４１、電圧計測部４５、管理装置５０と、を備えていることから、本発明の「蓄電装置」に相当する。
【００４９】
２．電流遮断装置による保護動作
リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４は、放電終止電圧Ｖｃよりも電圧が低下する過放電に至ると、負極の銅が電解液中に溶出し、次の充電の際に、セル内部で析出した銅がセパレータを突き破り内部短絡が生じる場合がある。
【００５０】
図５は、横軸を時間、縦軸を電圧として、エンジン停止後のリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎの時間的変化を示したグラフである。エンジン停止後、バッテリ２０は車両（オルタネータ１６０）からの電力供給が停止して、放電のみ行う状態になる。具体的には、車両負荷１５０への放電に加えて、管理装置５０による消費電流分の放電、自己放電を行う状態となる。従って、図５に示すように、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎは、エンジン停止した時刻ｔａ以降、時間の経過と共に低下する。
【００５１】
管理装置５０のＣＰＵ５１は、エンジン停止後、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４を監視する処理を行う（図６のＳ１０）。そして、ＣＰＵ５１は、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎを保護電圧Ｖｂと比較し、最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下したか判断する。具体的には、最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂより小さいか判断する（Ｓ２０）。保護電圧Ｖｂは、本発明の「所定電圧」の一例である。
【００５２】
リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂよりも小さくなった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は保護動作を直に実行する（Ｓ３０）。具体的には、電流遮断装置３７に指令を与えて、通電路３５Ｐをオープンすることで、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４に流れる電流を遮断する。これにより、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４が過放電になること、すなわち放電終止電圧Ｖｃを下回ることを防いでいる。ただし、保護電圧Ｖｂ＞放電終止電圧Ｖｃである。
【００５３】
保護動作の実行後（時刻ｔｂ以降）、図５に示すように、電圧の低下は緩やかになるが、管理装置５０に対する放電とリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の自己放電は続くことから、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎは、保護動作の実行後（時刻ｔｂ以降）も、時間の経過と共に低下する。
【００５４】
そのため、管理装置５０のＣＰＵ５１は、保護動作の実行後も、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４や電流Ｉの監視を継続し、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが放電終止電圧Ｖｃになると（Ｓ４０：ＹＥＳ）、バッテリ２０は過放電であると判断する（Ｓ５０）。
【００５５】
３．保護動作が実行された原因の解析
上記のように、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂに至ると、管理装置５０のＣＰＵ５１は、電流を遮断する保護動作を直に行う。こうした保護動作が行われた原因（最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した原因）は、バッテリ２０の内部短絡、車両１の過負荷、長期放置などが考えられる。
【００５６】
内部短絡とは、バッテリ内部で正極と負極が短絡することである。過負荷とは、負荷の大きさが設定よりも大きいことである。例えば、車両負荷１５０が増設されて、負荷が当初（設定）よりも大きくなった場合である。長期放置とは、電力供給が停止した状態で、バッテリ２０が長い時間放置されていることである。本例では、エンジン停止後、外部充電器１７０による充電がされない状態で、車両１が長期間放置された場合である。
【００５７】
管理装置５０のＣＰＵ５１は、エンジン停止後のリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４、電流Ｉ、及び第１期間Ｔａｂ、第２期間Ｔｂｃのデータに基づいて、保護動作が行われた原因が、バッテリ２０の内部短絡、車両１の過負荷、長期放置のいずれであるかを特定する。
【００５８】
＜バッテリ２０の内部短絡の判断＞
管理装置５０のＣＰＵ５１は、以下の判定式１Ａ、判定式１Ｂにより、保護動作が行われた原因が、バッテリ２０の内部短絡であるか、否かを判断する。
【００５９】
Ｑ１ａｂ−Ｑ２ａｂ≧Ｘ１‥‥‥（１Ａ）
【００６０】
Ｑ１ａｂはエンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂに、バッテリ２０が放電した第１放電容量である。第１放電容量Ｑ１ａｂは、エンジン停止時点ｔａのリチウムイオン二次電池ＢのＳＯＣ１と、保護動作が実行された時点ｔｂのリチウムイオン二次電池ＢのＳＯＣ２の差を、容量換算することで得られる。第１期間Ｔａｂが、本発明の「電力供給停止から前記蓄電素子が所定電圧まで低下までの期間」に相当する。
【００６１】
Ｑ１ａｂ＝（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２）×Ｃｂｏ／１００
Ｃｂｏは、バッテリ２０の満充電容量である。
【００６２】
ＳＯＣは、リチウムイオン二次電池Ｂの満充電容量Ｃｏに対する残存容量Ｃｓの比率である。
【００６３】
ＳＯＣ＝１００×Ｃｓ／Ｃｏ
Ｃｓはリチウムイオン二次電池Ｂの残存容量、Ｃｏは満充電容量である。
【００６４】
ＳＯＣは、リチウムイオン二次電池Ｂの開放電圧とＳＯＣの相関性（図７参照）を利用して推定できる。すなわち、エンジン停止時点ｔａのリチウムイオン二次電池Ｂの開放電圧ＶａからＳＯＣ１を推定することが出来、保護動作が実行された時点ｔｂのリチウムイオン二次電池Ｂの開放電圧ＶｂからＳＯＣ２を推定することが出来る。開放電圧Ｖａ、Ｖｂは、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の開放電圧Ｖ１〜Ｖ４の最低電圧を用いるとよい。
【００６５】
開放電圧（ＯＣＶ：open circuit voltage）は、無電流状態での電圧Ｖであることが好ましいが、電流閾値以下の電流が流れている状態（無電流とみなせるレベルの電流しか流れていない状態）での電圧であってもよい。エンジン停止時点ｔａの電流が大きい場合は、電流閾値を下回るのを待って、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の開放電圧Ｖ１〜Ｖ４を計測するとよい。
【００６６】
Ｑ２ａｂは、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂに、バッテリ２０が、負荷である車両１へ放電した第２放電容量である。第２放電容量Ｑ２ａｂは、電流センサ４１の検出する電流値を、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂについて、積分することで得られる。
【００６７】
バッテリ２０が内部短絡している場合、放電容量Ｑ１ａｂが大きくなり、内部短絡していない場合に比べて、放電容量Ｑ２ａｂとの差が拡大する。そのため、上記の判定式１Ａより、保護動作が実行された原因が、バッテリ２０の内部短絡であるか、否かを判断することができる。Ｘ１は、バッテリ２０が内部短絡しているか否かを判断するための容量差閾値であり、単位はアンペアアワーである。
【００６８】
Ｖｍａｘ＿ｔｂ−Ｖｍｉｎ＿ｔｂ≧Ｘ２‥‥‥（１Ｂ）
「Ｖｍａｘ＿ｔｂ」は、保護動作の実行時点ｔｂにおける、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最大電圧である。「Ｖｍｉｎ＿ｔｂ」は、保護動作の実行時点ｔｂにおける、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧である。
【００６９】
内部短絡しているリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４は、電圧が低下するため、内部短絡していない場合に比べて、最大電圧Ｖｍａｘと最小電圧Ｖｍｉｎの差が拡大する。そのため、上記の判定式１Ｂより、保護動作が実行された原因が、バッテリ２０の内部短絡であるか、否かを判断することができる。Ｘ２は、バッテリ２０が内部短絡しているか否かを判断するための電圧差閾値であり、単位はボルトである。
【００７０】
判定式１Ｂは、電圧差を利用しているから、計測誤差が小さく、保護動作が実行された原因が、バッテリ２０の内部短絡である否かを、精度よく判定することが出来る。
【００７１】
＜車両の過負荷の判断＞
管理装置５０のＣＰＵ５１は、以下の判定式２により、保護動作が行われた原因が、車両１の過負荷であるか、否かを判断する。
【００７２】
Ｉａｖ≧Ｘ３‥‥‥（２）
【００７３】
Ｉａｖは、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂにおけるバッテリ２０の平均電流値（バッテリ２０から車両１に流れた電流の平均値）である。バッテリ２０の平均電流値Ｉａｖは、車両への放電容量Ｑ２ａｂを、第１期間Ｔａｂで除算することにより求めることが出来る。
【００７４】
過負荷の場合、バッテリ２０から車両１に流れる電流が想定値よりも多くなる。そのため、上記の判定式２より、保護動作が実行された原因が、車両が過負荷であるか、否かを判断することができる。Ｘ３は、車両が過負荷であるか否かを判定するための電流閾値であり、例えば、負荷が標準装備された車両において、エンジン停止中にバッテリ２０から車両１に流れる電流Ｉの大きさである。
【００７５】
＜長期放置の判断＞
管理装置５０のＣＰＵ５１は、以下の判定式３Ａにより、保護動作が行われた原因が、車両１の長期放置であるか、否かを判断する。以下の判定式３Ｂにより、過放電に至った原因が車両の長期放置であるか、否かを判断する。
【００７６】
Ｔａｂ≧Ｘ４‥‥‥（３Ａ）
Ｔｂｃ≧Ｘ５‥‥‥（３Ｂ）
【００７７】
Ｔａｂは、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間の実測値である。Ｘ４は、エンジン停止後の車両放置期間が妥当か判定するための時間閾値である。Ｘ４は、例えば、バッテリ２０の放電容量Ｑ１ａｂを、想定放電電流Ｉａｂで除算することにより求めることが出来る（Ｘ４＝Ｑ１ａｂ／Ｉａｂ）。
【００７８】
放電容量Ｑ１ａｂは、エンジン停止時ｔａと保護動作が実行された時点ｔｂの、バッテリ２０の容量差である。想定放電電流Ｉａｂは、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの期間に、バッテリ２０が放電する電流の想定値であり、一例として、車両負荷１５０の暗電流、管理装置５０の暗電流、バッテリ２０の自己放電電流の合計値（予想値）である。暗電流は、バッテリ２０が、車両負荷１５０や管理装置５０に対して、駐車中に、放電する電流である。
【００７９】
エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂが閾値Ｘ４以上である場合、保護動作が行われた原因は、車両の長期放置であると、判断することが出来る。
【００８０】
Ｔｂｃは、保護動作の実行から過放電に至るまでの第２期間の実測値である。Ｘ５は、保護動作実行後の車両放置期間が妥当か判定するための時間閾値である。Ｘ５は、例えば、バッテリ２０の放電容量Ｑ１ｂｃを、想定放電電流Ｉｂｃで除算することにより求めることが出来る（Ｘ５＝Ｑ１ｂｃ／Ｉｂｃ）。
【００８１】
バッテリ２０の放電容量Ｑ１ｂｃは、保護動作の実行時点ｔｂと過放電に至った時点ｔｃのバッテリ２０の容量差である。想定放電電流Ｉｂｃは、保護動作の実行から過放電に至るまでの期間Ｔｂｃに、バッテリ２０が放電する電流の想定値であり、一例として、管理装置５０の暗電流、バッテリ３０の自己放電電流の合計値（予想値）である。
【００８２】
保護動作の実行から過放電に至るまでの第２期間Ｔｂｃが閾値Ｘ５以上である場合、バッテリ２０が過放電に至った原因は、車両の長期放置であると、判断することが出来る。
【００８３】
＜原因の解析フロー＞
図８は、保護動作が実行された原因（最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した原因）を解析するため、エンジン停止後に、管理装置５０のＣＰＵ５１が行うデータ処理の内容である。具体的には、エンジン停止後、ＣＰＵ５１は、計時部５３を用いてエンジン停止からの経過時間Ｔの計測を開始する。電流センサ４１を用いて、バッテリ２０から車両１に流れる電流Ｉの計測を開始する。エンジン停止時点ｔａのリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４を、電圧検出部４５を用いて検出する。検出した電圧Ｖ１〜Ｖ４より、リチウムイオン二次電池ＢのＳＯＣ１を推定し、その結果を、第１メモリ５４に記憶する。
【００８４】
保護動作の実行後、ＣＰＵ５１は、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂを第１メモリ５４に記憶する。バッテリ２０から車両１に流れる電流Ｉを、第１期間Ｔａｂについて、積算した結果を第１メモリ５４に記憶する。保護動作が実行された時点ｔｂのリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４を、電圧検出部４５を用いて検出し、その最大電圧Ｖｍａｘ＿ｔｂと最小電圧Ｖｍｉｎ＿ｔｂを第１メモリ５４に記憶する。保護動作が実行された時点ｔｂのリチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖ１〜Ｖ４からリチウムイオン二次電池ＢのＳＯＣ２を推定し、その結果を、第１メモリ５４に記憶する。
【００８５】
過放電の検出後、ＣＰＵ５１は、保護動作の実行から過放電を検出するまでの第２期間Ｔｂｃを、第１メモリ５４に記憶する。
【００８６】
上記した一例のデータ処理は、管理装置５０が、オルタネータ１６０や外部充電器１７０による充電開始を検出した場合には、リセットされる。充電終了後に、車両１のエンジン３が停止すると、始めからデータ処理が開始される。
【００８７】
図９は、保護動作が実行された原因を解析するためのフローチャート図である。原因の解析フローは、図９に示すように、Ｓ１０〜Ｓ１５０から構成され、例えば、エンジン停止後、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが放電終止電圧Ｖｃを下回り、過放電を検出した時点ｔｃで、管理装置５０のＣＰＵ５１にて実行される。
【００８８】
原因の解析フローは、上記したデータ処理（図８参照）により得られた各種のデータに基づいて、以下の判定を行うものである。
【００８９】
具体的には、管理装置５０のＣＰＵ５１は、Ｓ１００では、第１期間Ｔａｂにおけるバッテリ２０の第１放電容量Ｑ１ａｂと、車両１への第２放電容量Ｑ２ａｂの差を求め、求めた放電容量差（Ｑ１ａｂ−Ｑ２ａｂ）を、閾値Ｘ１と比較する（判定式１Ａ）。
【００９０】
ＣＰＵ５１は、Ｓ１１０では、保護動作の実行時点ｔｂにおける、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の最大電圧Ｖｍａｘ＿ｔｂと最小電圧Ｖｍｉｎ＿ｔｂの差を求め、求めた電圧差Ｖｍａｘ＿ｔｂ−Ｖｍｉｎ＿ｔｂを、閾値Ｘ２と比較する（判定式１Ｂ）。
【００９１】
放電容量差（Ｑ１ａｂ−Ｑ２ａｂ）が閾値Ｘ１以上の場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、又は電圧差（Ｖｍａｘ＿ｔｂ−Ｖｍｉｎ＿ｔｂ）が閾値Ｘ２以上の場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、保護動作が実行された原因は、バッテリ２０の内部短絡であると判断する。
【００９２】
放電容量差（Ｑ１ａｂ−Ｑ２ａｂ）が閾値Ｘ１より小であり、かつ電圧差（Ｖｍａｘ＿ｔｂ−Ｖｍｉｎ＿ｔｂ）が閾値Ｘ２より小である場合（Ｓ１００、Ｓ１１０ともＮＯ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ３０で、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂに、バッテリ２０から車両１に流れる平均電流値Ｉａｖを閾値Ｘ３と比較する（判定式２）。
【００９３】
平均電流値Ｉａｖが閾値Ｘ３以上の場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、保護動作が実行された原因は、過負荷であると判断する。
【００９４】
平均電流値Ｉａｖが閾値Ｘ３より小である場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ１３０にて、第１期間Ｔａｂを閾値Ｘ４と比較する（判定式３Ａ）。
【００９５】
第１期間Ｔａｂが閾値Ｘ４以上の場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、保護動作が実行された原因は長期放置であると判断する。
【００９６】
第１期間Ｔａｂが閾値Ｘ４未満の場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ１４０にて、過放電を検出したか否かを判定する。
【００９７】
この例では、過放電の検出後に、原因の解析フローを実行しているため、Ｓ１４０ではＹＥＳとなり、ＣＰＵ５１は、Ｓ１５０にて、第２期間Ｔｂｃを閾値Ｘ５と比較する（判定式３Ｂ）。
【００９８】
第２期間Ｔｂｃが閾値Ｘ５以上の場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、過放電の原因は、長期放置であると判断する。第２期間Ｔｂｃが閾値Ｘ５未満の場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、原因は未定であると判断される。
【００９９】
以上により、エンジン停止後、電流遮断装置３７による保護動作が実行された原因が、車両１の過負荷、バッテリ２０の内部短絡、長期放置、原因未定のいずれであるか、特定することが出来る。原因を特定すると、ＣＰＵ５１は、特定した原因と共に、原因の解析のため計測したデータ、演算したデータを不揮発性の第２メモリ５５に記憶（バックアップ）する。このようにすることで、管理装置５０が電源を喪失しても、第２メモリ５５のデータを取り出すことで、エンジン停止後、電流遮断装置３７による保護動作が実行された原因が、車両１の過負荷、バッテリ２０の内部短絡、長期放置、原因未定のいずれであるか、特定することが出来る。
【０１００】
原因を特定した時点で、通信部５６を通じて、車両ＥＣＵ１００と通信できる場合には、バッテリ２０が過放電であること、及びエンジン停止後に保護動作が実行された原因を、車両に通知するとよい。
【０１０１】
原因の解析フローの実行は、過放電の検出後に限らず、エンジン停止後、保護動作の実行後であれば、過放電の検出前でも、行うことが出来る。
【０１０２】
例えば、保護動作の実行後の時刻ｔｄにて、外部充電器１７０がバッテリ２０に接続されると、ＣＰＵ５１は、端子部２２Ｐ、２２Ｎの電圧変化から、外部充電器１７０の接続を検出して、電流遮断装置３７をオープンからクローズに復帰させる。これにより、バッテリ２０は外部充電器１７０の充電を受けることが出来る。
【０１０３】
ＣＰＵ５１は、外部充電器１７０の接続を検出した場合、エンジン停止から保護動作が実行されるまで第１期間Ｔａｂに計測されたデータに基づいて、原因の解析フローの実行することが出来る。
【０１０４】
第１期間Ｔａｂに計測されたデータに基づいて、原因の解析を行う場合、Ｓ１４０はＮＯ判定されることから、Ｓ１００〜Ｓ１３０の４つの判定のみ、実行されることになる。
【０１０５】
管理装置５０のＣＰＵ５１は、外部充電器１７０による充電後、通信部５６を通じて、車両ＥＣＵ１００と通信できる場合、エンジン停止後に保護動作が実行された原因を、車両１に通知する。通知できない場合は、特定した原因（解析結果）と共に、原因の解析のため計測したデータを不揮発性の第２メモリ５５に記憶する。
【０１０６】
４．効果説明
本構成では、エンジン停止後に保護動作が実行された原因（リチウムイオン二次電池Ｂの最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した原因）を解析することができる。そのため、原因に応じた対処をユーザに促すことができる。
【０１０７】
過負荷が原因である場合には、バッテリ２０の供給者は、車両負荷１５０を減らすこと、内部短絡が原因の場合には、バッテリ２０の交換など、原因に応じた適切な対処をユーザに促すことが出来る。長期放置が原因である場合には、放置期間を短くするように警告出来る。  
【０１０８】
管理装置５０は、保護動作が実行された原因を、エンジン停止後に計測したデータに基づいて解析する。そのため、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電流や電圧について、走行時のデータが取得できていなくても、エンジン停止後に保護動作が実行された原因を解析できる。更に、エンジン停止前のデータは記憶しておく必要がないため、第１メモリ５４、第２メモリ５５のデータ容量を小さくできる等のメリットがある。
【０１０９】
＜実施形態２＞
図１０は、バッテリ２００の電気的構成を示すブロック図である。バッテリ２００は、実施形態１にて説明したバッテリ２０と同様に、エンジン始動用であり、組電池３０と、電流遮断装置３７と、電流センサ４１と、電圧検出部４５と、組電池３０を管理する管理装置５０とを有する。
【０１１０】
バッテリ２００は、温度センサ４３を有している。温度センサ４３は、バッテリ２００の設置個所の環境温度を検出する。バッテリ２００は、自動車１のトランクルーム（図略）に設置されている。温度センサ４３は、バッテリ２００の環境温度として、トランクルームの温度を検出する。
【０１１１】
図１１は、各リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧計測線の詳細図である。各リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４は、電圧計測線Ｌ１〜Ｌ５により、それぞれ電圧検出部４５に接続されている。各計測線間には、ツェナーダイオードＤ１〜Ｄ４とスイッチＳＷ１〜ＳＷ４が、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４と並列に接続されている。
【０１１２】
管理装置５０のＣＰＵ５１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を、予め定められた順序で、オフからオンに切り換え、対応するスイッチＳＷがオフ、次のスイッチＳＷがオンしている時に、各リチウムイオン二次電池Ｂの電圧を計測する。
【０１１３】
ＳＷ３⇒ＳＷ２⇒ＳＷ１⇒ＳＷ４の順番で、スイッチＳＷをオフからオンに切り換える場合、図１１に示すように、ＳＷ４がオフ、ＳＷ３がオンしている時に、２つの電圧計測線Ｌ４、Ｌ５の線間電圧を検出することで、リチウムイオン二次電池Ｂ４の電圧Ｖ４を計測する。
【０１１４】
次に、ＳＷ３がオフ、ＳＷ２がオンしている時に、２つの計測線Ｌ３、Ｌ４の線間電圧を検出することで、リチウムイオン二次電池Ｂ３の電圧Ｖ３を計測する。同様の手順で、リチウムイオン二次電池Ｂ２の電圧Ｖ２、リチウムイオン二次電池Ｂ１の電圧Ｖ１も計測することが出来る。
【０１１５】
上記の電圧計測方法は、いずれかの電圧計測線Ｌが断線している場合、異常値が計測されるため、電圧計測線Ｌの断線を検出できる。
【０１１６】
リチウムイオン二次電池Ｂ４の電圧Ｖ４の計測時、ＳＷ４はオフ、ＳＷ３はオンである。図１２に示すように、電圧計測線Ｌ４が断線している場合、２つの計測線Ｌ４、Ｌ５の線間電圧は、２つのリチウムイオン二次電池Ｂ３とＢ４の合計電圧Ｖ３＋Ｖ４となり、正常値の２倍程度の異常値（約７Ｖ）が計測される。
【０１１７】
リチウムイオン二次電池Ｂ３の電圧Ｖ３の計測時、ＳＷ３はオフ、ＳＷ２はオンである。図１３に示すように、電圧計測線Ｌ４が断線している場合、２つの計測線Ｌ２、Ｌ３の線間電圧は、ツェナーダイオードＤ２の順方向電圧（約０．７Ｖ）となり、正常値よりも低い異常値が計測される。図１２、図１３において、破線Ｆは、断線時の電流ループを示す。
【０１１８】
ＣＰＵ５１は、電圧検出部４５により計測される各リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧計測値を、電圧許容範囲（２〜６Ｖ）として比較して異常値が含まれているか否かを判定することにより、電圧計測線Ｌ１〜Ｌ５の断線を検出する。
【０１１９】
＜原因の解析フロー＞
ＣＰＵ５１は、エンジン停止後、リチウムイオン二次電池Ｂ１〜Ｂ４の電圧、電流などの監視に加えて、温度センサ４３を用いて環境温度の計測を行い、そのデータを第１メモリ５４に記憶する。管理装置５０のＣＰＵ５１は、エンジン停止後の電圧計測時に、断線を検出した場合、そのデータを第１メモリ５４に記憶する。
【０１２０】
図１４は保護動作が実行された原因を解析するためのフローチャートである。原因の解析フローは、実施形態１の原因の解析フロー（図９）に対して、Ｓ１１５、Ｓ１２５が追加されている。
【０１２１】
Ｓ１１５は、エンジン停止後に、電圧計測線Ｌの断線が検出されていたか、判定する処理である。管理装置５０のＣＰＵ５１は、第１メモリ５４にアクセスすることで、断線の有無を判定できる。電圧計測線Ｌが断線している場合、電圧検出部４５の計測値は正常値よりも低い電圧となる場合があるため、保護動作が実行された原因は、断線であると判定できる。
【０１２２】
ＣＰＵ５１は、エンジン停止後に保護動作が実行された場合、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５の判定を行い、いずれかでＹＥＳ判定された場合、保護動作が実行された原因は、内部短絡や断線など、バッテリ２００の欠陥であると判定する。
【０１２３】
Ｓ１２５は、エンジン停止から保護動作が実行されるまでの第１期間Ｔａｂについて、バッテリ２００の環境温度の平均値がＸ６以上か判定する処理である。Ｘ６はバッテリの環境温度が妥当か否かを判定するための温度閾値である。環境温度が高い場合、電池内部の反応速度が速くなることから、リチウムイオン二次電池の自己放電量が増加する。環境温度の平均値が閾値Ｘ６以上の場合、保護動作が実行された原因は、高温環境下での使用であると判定できる。
【０１２４】
ＣＰＵ５１は、保護動作が実行された原因が、バッテリ２００の欠陥でない場合、Ｓ１２０、Ｓ１２５、Ｓ１３０の処理を行い、いずれかでＹＥＳ判定された場合、保護動作が実行された原因は、過負荷、高温環境下使用、長期放置など、バッテリ５０の使われ方（使用態様）であると判定する。
【０１２５】
実施形態２では、エンジン停止後に保護動作が実行された原因が、バッテリ２００の欠陥か、バッテリ２００の使われ方なのか、判断することが可能である。
【０１２６】
＜実施形態３＞
図１５は、電気自動車３００のブロック図である。電気自動車３００は、駆動モータ３１０と、商用電源より充電可能な車載充電器３３０と、駆動用バッテリ３５０と、インバータ３６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７０と、補機用バッテリ３８０と、を備えている。
【０１２７】
駆動用バッテリ３５０は、定格１００Ｖ〜４００Ｖであり、車載充電器２００により充電することが出来る。駆動用バッテリ３５０は、インバータ３６０を介して、主負荷である駆動モータ３１０に接続されている。インバータ３６０は、駆動用バッテリ３５０の電力を直流から交流に変換して駆動モータ３１００に供給する。駆動モータ３１０は、電気自動車３００の駆動用であり、車輪３２５を取り付けた車軸３２０を駆動する。
【０１２８】
補機用バッテリ３８０は、定格１２Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７０を介して、車載充電器３３０に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３７００は、車載充電器２００の出力電圧を降圧して補機用バッテリ３８０に電力供給することで、補機用バッテリ３８０を充電する。
【０１２９】
電気自動車３００は、電源用接続部４００を有している。電源用接続部４００はインバータ３６０と駆動モータ３１０を接続する電力線３６５に分岐接続されている。電源用接続部４００にプラグ（図略）を差すことで、駆動用バッテリ３５０を、災害時などの非常用電源として、使用することが出来る。
【０１３０】
駆動用バッテリ３５０は、非常用電源など過負荷の状態で使用されることがあり、主負荷である駆動モータ３１０が停止している非走行中でも、駆動用バッテリ３５０の電圧が低下する場合がある。
【０１３１】
駆動用バッテリ３５０は、電気自動車３００に搭載された車両ＥＣＵとの通信により、主負荷である駆動モータ３１０の動作状態を判断することができる。駆動用バッテリ３５０は、内蔵する電流センサの計測値より、充電の有無を判断できる。駆動用バッテリ３５０に本発明を適用して、充電停止後において、主負荷である駆動モータ３１０の停止期間を対象に、駆動用バッテリ３５０の電圧、電流、経過時間、環境温度のデータを計測し、駆動モータ３１０の停止期間に保護装置が動作した場合、計測したデータを事後解析して、その原因を判断する。
【０１３２】
駆動用バッテリ３５０に、本発明を適用することで、保護装置が動作した原因が、過負荷など駆動用バッテリ３５０の使われ方によるものであるか、否かを判断することが出来る。
【０１３３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３４】
（１）実施形態１〜３では、蓄電素子の一例に、リチウムイオン二次電池Ｂを例示した。蓄電素子は、リチウムイオン二次電池Ｂに限らず、他の二次電池でもよい。キャパシタ等でもよい。実施形態１では、リチウムイオン二次電池Ｂを複数直列に接続した形態を例示したが、単セルの構成であってもよい。
【０１３５】
（２）実施形態１、２では、バッテリ２０の用途は、エンジン始動用としたが、補機用など、他の用途でもよい。バッテリ２０に対する電力供給が停止した状態（充電停止状態）で電源として使用される用途であれば、例えば、電動工具やコンピュータの電源など、車両用以外の用途に適用することも出来る。電動工具やコンピュータの電源用として使用する場合、低電圧異常の原因を解析するための計測データは、充電停止後であれば、電動工具やコンピュータは稼働していてもよい。
【０１３６】
（３）実施形態１、２は、電流遮断装置３７と管理装置５０を、バッテリ２０の内部に設けた構成を例示した。電流遮断装置３７と管理装置５０は、必ずしも、バッテリ２０の内部に設置されている必要はなく、車載されていれば、バッテリ２０の外部に設けられていてもよい。すなわち、バッテリ２０は、蓄電素子と、電圧や電流を計測するセンサ類だけの構成とし、バッテリ外に設けた電流遮断装置３７が保護動作を行ってもよい。バッテリ外に設けた管理装置５０が、センサからの出力をモニタにて、保護動作が実行された原因を解析する処理を実行するようにしてもよい。また、保護動作を行うか否かの判断は、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎに基づくものに限らず、組電池３０の総電圧Ｅｖに基づいて、判断してもよい。過放電の判断も、同様である。
【０１３７】
（４）実施形態１、２は、エンジン停止後、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した場合に、エンジン停止後に計測された蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の計測データに基づいて、その原因を解析するようにした。これ以外にも、電圧と相関性の高い物理量（例えば、蓄電素子のＳＯＣや、残存容量）が所定値（保護電圧Ｖｂに対応するＳＯＣ値や残存容量値）まで低下した場合に、エンジン停止後に計測された蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の計測データに基づいて、その原因を、解析してもよい。ＳＯＣは、蓄電素子の充放電電流を積算する電流積算法や、ＯＣＶ−ＳＯＣの相関性を利用したＯＣＶ法で算出することが出来る。残存容量は、蓄電素子のＳＯＣと、蓄電素子の満充電容量から算出することが出来る。
【０１３８】
（５）蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した場合には、最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂよりも小さくなった場合に限らず、保護電圧Ｖｂと等しくなった場合や、ほぼ等しくなった場合が含まれる。電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合も、同様である。
【０１３９】
（６）実施形態１、２は、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下したか否かの判断を、管理装置５０のＣＰＵ５１にて行った。判断の主体は管理装置５０に限らない。車両ＥＣＵ１００など、バッテリ５０より上位の制御装置にて、上記の判断を行い、その結果を、管理装置５０に入力して、管理装置５０にて、電圧が低下した原因又は電圧と相関性のある物理量が低下した原因を、解析してもよい。
【０１４０】
例えば、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の電圧Ｖや電流Ｉの監視は、バッテリ２０の内部に設けられたセンサ類からの出力に基づいて、車両ＥＣＵ１００が行っており、エンジン停止後、車両ＥＣＵ１００が、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下したか否かを判断する。管理装置５０は、車両ＥＣＵ１００と同じく、車載されており、バッテリ外に配置されている。車両ＥＣＵ１００は、蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した判断した場合、管理装置５０に対して、前記判断を伝える入力を行う。前記判断を伝える入力があった場合、管理装置５０にて、エンジン停止後に計測された蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の計測データに基づいて、その原因を解析する処理を行う。
【０１４１】
（７）実施形態１、２は、電流遮断装置３７による保護動作が実行された原因、すなわち蓄電素子Ｂ１〜Ｂ４の最小電圧Ｖｍｉｎが保護電圧Ｖｂまで低下した原因を解析したが、エンジン停止後、蓄電素子が所定電圧まで低下した原因を解析するものであれば、広く適用することが出来る。例えば、蓄電素子が、使用範囲の下限電圧や放電終止電圧まで低下した原因を解析するものであってもよい。
【０１４２】
（８）実施形態１では、保護動作が実行された原因として、内部短絡（Ｓ１００、Ｓ１１０）、過負荷（Ｓ１２０）、長期放置（Ｓ１３０、Ｓ１４０）を判定した。実施形態２では、内部短絡（Ｓ１００、Ｓ１１０）、過負荷（Ｓ１２０）、長期放置（Ｓ１３０、Ｓ１４０）に加えて、断線（Ｓ１１５）、環境温度（Ｓ１２５）を判定した。保護動作が実行された原因として、内部短絡、過負荷、長期放置、断線、環境温度の５項目を、全て判定する必要はなく、一部のみ、判定してもよい。エンジン停止後に計測する計測データは、蓄電素子の電圧以外に、蓄電素子の電流、蓄電素子の環境温度、経過時間のうち、少なくとも１つを含んでいればよい。
【０１４３】
（９）実施形態１は、電流遮断装置による保護動作が実行された原因が、バッテリの内部短絡であるか、否かを判断するのに、２つの判定式１Ａ、判定式１Ｂを用いたが、いずれか一方の判定式だけを用いて判定してもよい。
【０１４４】
（１０）実施形態２において、ＣＰＵ５１は、エンジン停止後に保護動作が実行された場合、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５の判定結果から保護動作が実行された原因が、バッテリ２００の欠陥である否かを判定し、Ｓ１２０、１２５、１３０の判定結果からバッテリ２００の使われ方であるか否かを判断した。Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５は省略してもよく、ＣＰＵ５１は、エンジン停止後に保護動作が実行された場合、Ｓ１２０、Ｓ１２５、Ｓ１３０の判定のみ行い、いずれかでＹＥＳとなった場合、保護動作が実行された原因は、バッテリ２００の使われ方と判定し、全てＮＯ判定である場合は、保護動作が実行された原因は、バッテリ２００の使われ方ではないと判定してもよい。Ｓ１２０、Ｓ１２５、Ｓ１３０は省略してもよく、ＣＰＵ５１は、エンジン停止後に保護動作が実行された場合、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５の判定のみ行い、いずれかでＹＥＳとなった場合、保護動作が実行された原因は、バッテリ２００の欠陥と判定し、全てＮＯ判定である場合は、保護動作が実行された原因は、バッテリ２００の欠陥ではないと判定してもよい。
【０１４５】
（１１）実施形態１〜３で開示した技術は、蓄電素子の電圧が低下した原因を解析する解析プログラム、及びそれらプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【０１４６】
蓄電素子の電圧が低下した原因又は電圧と相関性のある物理量が低下した原因の解析プログラムであって、前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子の電圧が低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因を解析する原因解析処理（Ｓ１００〜Ｓ１５０又はＳ１００〜Ｓ１３０）をコンピュータに実行させる、原因解析プログラム。
【符号の説明】
【０１４７】
２０‥バッテリ（本発明の「蓄電システム」に相当する）
３０‥組電池
３７‥電流遮断装置
４１‥電流センサ（本発明の「計測部」に相当する）
４３‥温度センサ（本発明の「計測部」に相当する）
４５‥電圧検出部（本発明の「計測部」に相当する）
５０‥管理装置
５１‥ＣＰＵ（本発明の「原因解析部」に相当する）
１００‥車両ＥＣＵ
Ｖａ‥エンジン停止時の電圧
Ｖｂ‥保護電圧（本発明の「所定電圧」の一例）
Ｖｃ‥放電終止電圧
Ｔａｂ‥第１期間
Ｔｂｃ‥第２期間
【図１】
2019088264.tif 000003
【図２】
2019088264.tif 000004
【図３】
2019088264.tif 000005
【図４】
2019088264.tif 000006
【図５】
2019088264.tif 000007
【図６】
2019088264.tif 000008
【図７】
2019088264.tif 000009
【図８】
2019088264.tif 000010
【図９】
2019088264.tif 000011
【図１０】
2019088264.tif 000012
【図１１】
2019088264.tif 000013
【図１２】
2019088264.tif 000014
【図１３】
2019088264.tif 000015
【図１４】
2019088264.tif 000016
【図１５】
2019088264.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月10日(2020.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子の管理装置であって、
前記蓄電素子への電力供給が停止した後、負荷に対して放電を継続する前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した複数の原因を解析する原因解析部を備える、管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、前記複数の原因として、前記蓄電素子の使われ方と、前記蓄電素子の欠陥を解析する、管理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、
電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の電流が電流閾値より大きい場合、
電力供給停止後に計測された前記蓄電素子の環境温度が温度閾値より高い場合、
電力供給停止後、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの経過時間又は電圧と相関性のある物理量が前記所定値まで低下するまでの経過時間が時間閾値より長い場合の、いずれかに該当する場合、
前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因は、前記蓄電素子の使われ方と判断する、管理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記蓄電素子への電力供給が停止した後、前記蓄電素子の計測データを記録する記憶部を備える管理装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の管理装置であって、
電力供給停止後に計測される前記蓄電素子の計測データは、前記蓄電素子の電圧、前記蓄電素子の電流、前記蓄電素子の環境温度、電力供給停止後の経過時間のうち、電圧を含む２以上である、管理装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子から負荷に対して流れた電流に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、過負荷であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６に記載の管理装置であって、
前記原因解析部は、
前記蓄電素子の電圧のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が放電した第１放電容量を算出し、
前記蓄電素子の電流のデータに基づいて、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に、前記蓄電素子が負荷に対して放電した第２放電容量を算出し、
算出した前記第１放電容量と前記第２放電容量の差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記蓄電素子は直列に複数接続されており、
前記原因解析部は、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した時点又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した時点の蓄電素子間の電圧差に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、前記蓄電素子の内部短絡であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の管理装置であって、
時間を計時する計時部を備え、
前記原因解析部は、電力供給停止から前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下するまでの期間又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下するまでの期間に基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下した原因又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した原因が、長期放置であるか、否かを判断する、管理装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記所定電圧は、電流遮断装置が電流を遮断する電圧である、管理装置。
【請求項１１】
原因の解析方法であって、
蓄電素子への電力供給が停止した後、負荷に対して放電を継続する前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合に、電力供給停止後の前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した複数の原因を解析する、原因の解析方法。
【請求項１２】
蓄電装置であって、
蓄電素子と、
前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、
前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の管理装置と、を備えた蓄電装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蓄電装置であって、
駆動用にエンジンを備えたエンジン駆動車に搭載され、
前記原因解析部は、前記エンジンの停止後、車両負荷に放電を継続する前記蓄電素子が所定電圧まで低下した場合又は電圧と相関性のある物理量が所定値まで低下した場合、前記エンジンの停止後に計測された前記蓄電素子の計測データに基づいて、前記蓄電素子が前記所定電圧まで低下又は電圧と相関性のある前記物理量が前記所定値まで低下した複数の原因を解析する、蓄電装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の蓄電装置を備えたエンジン駆動車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ＲＯＭ５２には、図９に示す原因解析フロー（Ｓ１０〜Ｓ１５０）を実行するためのプログラムが記憶されている。原因解析フローを実行するための各種のデータ、例えば、閾値Ｘ１〜Ｘ５が記憶されている。プログラムはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記憶して譲渡等することが出来る。第１メモリ５４は揮発性のメモリである。第２メモリ５５は不揮発性のメモリで、データのバックアップ用である。
【国際調査報告】
2019088264.tif 000018
2019088264.tif 000019
2019088264.tif 000020