(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置であって、
各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された検知部から取得する電池セル情報取得部と、
前記電池セル情報取得部が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記電池セル情報取得部が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと前記判定部が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定する異状態特定部であって、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する異状態特定部と
を備える異状態監視装置。
【請求項２】
前記異状態特定部は、前記複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接している場合、当該異状態と判定された電池セルに外部短絡が発生していると特定する
請求項１に記載の異状態監視装置。
【請求項３】
前記電池セル情報取得部は、セルバランス動作の回数に関するセルバランス情報を取得し、
前記異状態特定部は、前記電池セル情報取得部が取得したセルバランス情報を含めて前記電池セルにおける異状態の種類が内部短絡状態または外部短絡状態か否かの判断を行う
請求項１または請求項２に記載の異状態監視装置。
【請求項４】
前記電池セル情報取得部は、前記電池セルの状態を示す温度に係る情報を取得し、
前記異状態特定部は、少なくとも前記各電池セルの状態を示す電圧に係る情報と前記電池セルの状態を示す温度に係る情報に基づいてジュール発熱状態を特定する
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の異状態監視装置。
【請求項５】
前記電池セル情報取得部は、前記電池セルの状態を示す電流に係る情報を取得し、
前記異状態特定部は、少なくとも前記各電池セルの状態を示す電圧に係る情報と前記各電池セルの状態を示す電流に係る情報に基づいてジュール発熱状態を特定する
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の異状態監視装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の異状態監視装置を備える異状態監視システム。
【請求項７】
各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セルに接続された検知部から取得し、
取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定し、
前記取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する
異状態監視方法。
【請求項８】
組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置のコンピュータを、
各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された検知部から取得する電池セル情報取得手段と、
前記電池セル情報取得手段が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する判定手段と、
前記電池セル情報取得手段が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと前記判定手段が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定する異状態特定手段であって、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する異状態特定手段
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異状態監視装置、異状態監視システム、異状態監視方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、エネルギーの有効利用の観点からハイブリッド自動車や航空機などさまざまな分野で利用されている。二次電池に発火などの異常が発生する前にその異常を予見する技術は重要である。
特許文献１には、関連する技術として、パラメータ値に基づいて二次電池の異常を予見する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４８５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような技術を用いて異常が発生する前に異常な状態に陥る可能性のある二次電池を予見した場合であっても、異常な状態に陥る原因を特定することは困難である。
そのため、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定する技術が求められていた。
【０００５】
そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる異状態監視装置、異状態監視システム、異状態監視方法、及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置は、電池セル情報取得部と、判定部と、異状態特定部とを備える。前記電池セル情報取得部は、各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された検知部から取得する。前記判定部は、前記電池セル情報取得部が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。前記異状態特定部は、前記電池セル情報取得部が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと前記判定部が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定し、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する。
【０００８】
また本発明の別の態様によれば、前記異状態監視装置の前記異状態特定部は、前記複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接している場合、当該異状態と判定された電池セルに外部短絡が発生していると特定する。
【０００９】
また本発明の別の態様によれば、前記異状態監視装置の前記電池セル情報取得部は、セルバランス動作の回数に関するセルバランス情報を取得する。前記異状態監視装置の前記異状態特定部は、前記電池セル情報取得部が取得したセルバランス情報を含めて前記電池セルにおける異状態の種類が前記内部短絡状態または前記外部短絡状態か否かの判断を行う。
【００１０】
また本発明の別の態様によれば、前記異状態監視装置の前記電池セル情報取得部は、前記電池セルの状態を示す温度に係る情報を取得する。前記異状態特定部は、少なくとも前記各電池セルの状態を示す電圧に係る情報と前記電池セルの状態を示す温度に係る情報に基づいてジュール発熱状態を特定する。
【００１１】
また本発明の別の態様によれば、前記異状態監視装置の前記電池セル情報取得部は、前記電池セルの状態を示す電流に係る情報を取得する。前記異状態監視装置の前記異状態特定部は、少なくとも前記各電池セルの状態を示す電圧に係る情報と前記各電池セルの状態を示す電流に係る情報に基づいてジュール発熱状態を特定する。
【００１２】
また本発明の別の態様によれば、異状態監視システムは、前記何れかの異状態監視装置を備える。
【００１３】
また本発明の別の態様によれば、異状態監視方法は、各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セルに接続された検知部から取得し、取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定し、前記取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する。
【００１４】
また本発明の別の態様によれば、プログラムは、組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置のコンピュータを、各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された検知部から取得する電池セル情報取得手段と、前記電池セル情報取得手段が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記電池セル情報取得手段が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと前記判定手段が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定する異状態特定手段であって、複数の電圧に係る情報に基づいて異状態と判定された電池セルが異状態と判定された他の電池セルに隣接していない場合、当該異状態と判定された電池セルに内部短絡が発生していると特定する異状態特定手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態による充電制御装置によれば、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態による異状態監視システム１が備える組電池３０の一例を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態による組電池３０が備える電池セル３０１の簡略化した構造の一例を示す図である。
【図４】本実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態による制御部９０がセルバランス制御を行う回路の一例を示す図である。
【図７】本実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
【図８】本発明の第三の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の第三の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
図１で示すように、第一の実施形態による異状態監視システム１は、異状態監視装置１０と、上位コントローラ２０と、組電池３０と、検知部４０と、遮断器５０と、充電器・負荷６０と、報知部７０と、記憶部８０とを備える。
【００１８】
第一の実施形態による異状態監視システム１が備える異状態監視装置１０は、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。
電池セル情報取得部１０１は、各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された検知部４０から取得する。具体的には、電池セル情報取得部１０１は、組電池３０の各電池セル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、・・・（以下、各電池セル３０１）の状態を示す電池セル情報として、各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔを各電池セル３０１に接続された検知部４０から取得する。電池セル情報取得部１０１は、取得した電池セル情報を判定部１０２に出力する。なお、各セル電圧Ｖとは、各電池セル３０１が発生するセル電圧である。各セル缶電圧Ｖｃとは、各電池セル３０１の負極と電池容器（缶）との間の電圧である（詳細は後述）。また、各セル温度Ｔとは、各電池セル３０１の温度である。
【００１９】
判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１から入力する各電池セル情報に基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するために必要となる電池状態情報を演算する。判定部１０２は、演算した電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。判定部１０２は、電池状態情報がしきい値を超えたか否かの判定結果を異状態特定部１０３に出力する。なお、ここで示すしきい値とは、上限と下限の両方を含むしきい値である。
【００２０】
異状態特定部１０３は、判定部１０２が電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定する。異状態特定部１０３は、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を上位コントローラ２０に出力する。また、異状態特定部１０３は、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を報知するための報知制御信号を報知部７０に出力する。
【００２１】
上位コントローラ２０は、異状態監視装置１０が備える異状態特定部１０３が特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類に基づいて、遮断器５０の開状態／閉状態を制御する。また、上位コントローラ２０は、異状態特定部１０３が特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類に基づいて、充電器・負荷６０の電圧や電流を制御する。
組電池３０は、遮断器５０が閉状態である場合、充電器・負荷６０に電圧を供給する。また、組電池３０は、遮断器５０が開状態である場合、充電器・負荷６０への電圧の供給が遮断される。また、組電池３０は、各電池セル３０１を備える。
【００２２】
検知部４０は、組電池３０が備える各電池セル３０１の電池セル情報（この場合、各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔ）を検知する。検知部４０は、例えば電圧計や温度センサなどの計測器やセンサであり、組電池３０が備える各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報として、各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔを常時検知している。
遮断器５０は、上位コントローラ２０の制御に基づいて、開状態／閉状態となる。
充電器・負荷６０は、遮断器５０を介して組電池３０に接続される、組電池３０を充電する充電器や組電池３０の負荷である。
【００２３】
報知部７０は、異状態特定部１０３から入力した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を報知するための報知制御信号に基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を報知する。
また、報知部７０は、表示部７０１と、スピーカ７０２と、振動部７０３とを備える。表示部７０１は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて視覚情報を表示する。スピーカ７０２は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて音情報を出力する。振動部７０３は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて振動情報を出力する。
【００２４】
記憶部８０は、異状態監視システム１における処理に必要な種々の情報を記憶する記憶部である。なお、記憶部８０は、適切に情報が送受信される範囲において、どこに備えられていてもよい。また、記憶部８０は、１つの記憶部には限定するものではなく、複数の記憶部の集合であってもよい。
【００２５】
図２は、本発明の第一の実施形態による異状態監視システム１が備える組電池３０の一例を示す図である。
組電池３０は、複数の電池セル３０１を備える。そして、組電池３０が備える各電池セル３０１には、各電池セルを識別するためのＩＤが与えられている。例えば組電池３０は、図２で示すように、８つの電池セル３０１、すなわち３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅ、３０１ｆ、３０１ｇ、３０１ｈを備える。また、８つの電池セル３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅ、３０１ｆ、３０１ｇ、３０１ｈのそれぞれには、例えば、ｉｄ３０１ａ、ｉｄ３０１ｂ、ｉｄ３０１ｃ、ｉｄ３０１ｄ、ｉｄ３０１ｅ、ｉｄ３０１ｆ、ｉｄ３０１ｇ、ｉｄ３０１ｈのようなＩＤが与えられている。  また、電池セル３０１は、バスバで直列接続されている。また、８つの電池セル３０１のうち隣接する２つの電池セルの間には電池セルを互いに絶縁するための絶縁シートが備えられている。
【００２６】
図３は、本発明の第一の実施形態による組電池３０が備える電池セル３０１の簡略化した構造の一例を示す図である。
本発明の第一の実施形態による電池セル３０１は、例えばリチウムイオン電池のような二次電池である。図３で示すように、電池セル３０１において、電池容器（缶）は正極と負極を内蔵し、かつ容器内は電解液で満たされている。この正極と負極間の電位差すなわちセル電圧Ｖは、電池外部からの充電及び放電操作に伴う正極及び負極での化学反応により変化する。
また、図３で示す電池セル３０１の正極端子と電池容器（缶）の間に備えられた抵抗Ｒは、電池容器（缶）が化学反応を起こさないように、電池容器（缶）の電位を上昇させるものである。前述した各セル缶電圧Ｖｃとは、図３で示す電池セル３０１の負極端子と電池容器（缶）との間の電圧である。そのため、電池セル３０１におけるセル電圧Ｖとセル缶電圧Ｖｃとの差電圧（Ｖ−Ｖｃ）は、この図３で示す抵抗に印加される電圧である。
【００２７】
図４は、本実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に、図４を用いて第一の実施形態による異状態監視システム１の処理フローについて説明する。
【００２８】
図４で示す第一の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、図１で示した異状態監視システム１の備える異状態監視装置１０が各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡）を特定する処理である。
【００２９】
なお、これら組電池３０が備える各電池セル３０１は、各電池セル３０１を識別するためのＩＤを有しているものとする。また、各電池セル３０１は初期状態では正常に動作しており、遮断器５０は閉状態であるものとする。
また、検知部４０は、各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報（この場合、各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔ）を常時検知し、対応する各電池セル３０１のＩＤと関連付けているものとする。
【００３０】
まず、異状態監視装置１０が備える電池セル情報取得部１０１は、検知部４０にアクセスし、検知部４０が検知した各電池セル３０１の電池セル情報と、その電池セル情報と対を成す対応する電池セル３０１のＩＤ（以下、電池セル情報とＩＤ）とを取得する（ステップＳ１）。ここで電池セル情報取得部１０１が取得する電池セル情報は、組電池３０が備える直列接続された８つの電池セル３０１の状態を示す各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔの電池セル情報である。
電池セル情報取得部１０１は、検知部４０から各電池セル３０１の電池セル情報とＩＤとを取得すると、取得した各電池セル３０１の電池セル情報とＩＤとを判定部１０２に出力する。
【００３１】
判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１から各電池セル３０１の電池セル情報とＩＤとを入力すると、入力した各電池セル３０１の電池セル情報に基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するために必要となる電池状態情報を演算する（ステップＳ２）。ここで判定部１０２が演算する電池状態情報は、各電池セル３０１におけるセル電圧の平均値からの差分ΔＶと、各電池セル３０１におけるセル電圧の一定時間内の変化ｄＶ／ｄｔである。また、判定部１０２が演算する電池状態情報は、各電池セル３０１におけるセル缶電圧の平均値からの差分ΔＶｃと、各電池セル３０１におけるセル缶電圧の一定時間内の変化ｄＶｃ／ｄｔである。また、判定部１０２が演算する電池状態情報は、各電池セル３０１におけるセル温度の平均値からの差分ΔＴと、各電池セル３０１におけるセル温度の一定時間内の変化ｄＴ／ｄｔである。さらに、判定部１０２が演算する電池状態情報は、各電池セル３０１におけるセル電圧とセル缶電圧との差電圧の平均値からの差分Δ（Ｖ−Ｖｃ）と、各電池セル３０１におけるセル電圧とセル缶電圧との差電圧の一定時間内の変化ｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔである。
そして、判定部１０２は、入力した各電池セル３０１の電池セル情報に基づいて演算した各電池状態情報を、入力した各電池セル３０１の電池セル情報と対を成すＩＤに関連付ける（ステップＳ３）。
なお、各セル缶電圧Ｖｃとは、各電池セル３０１の負極と電池容器（缶）との間の電圧である。また、各電池セル３０１におけるセル電圧とセル缶電圧との差電圧（Ｖ−Ｖｃ）は、各電池セル３０１の正極と電池容器（缶）との間の電圧である。
【００３２】
判定部１０２は、演算した各電池状態情報が各電池状態情報に対して予め設定した判定基準となるしきい値を超えたか否かを判定する（ステップＳ４）。判定部１０２は、演算した各電池状態情報と各電池状態情報に対して予め設定した判定基準となるしきい値とを比較し、演算した電池状態情報が設定したしきい値よりも大きい場合に、演算した電池状態情報が設定したしきい値を超えたと判定する。判定部１０２は、各電池状態情報、すなわち各電池セル３０１におけるセル電圧の平均値からの差分ΔＶ、セル電圧の一定時間内の変化ｄＶ／ｄｔ、セル缶電圧の平均値からの差分ΔＶｃ、セル缶電圧の一定時間内の変化ｄＶｃ／ｄｔ、セル温度の平均値からの差分ΔＴ、セル温度の一定時間内の変化ｄＴ／ｄｔ、セル電圧とセル缶電圧との差電圧の平均値からの差分Δ（Ｖ−Ｖｃ）、セル電圧とセル缶電圧との差電圧の一定時間内の変化ｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔに対してステップＳ４の判定を行う。
【００３３】
判定部１０２は、各電池状態情報に対して、設定したしきい値を超えたと判定した電池状態情報と対を成すＩＤ、すなわち電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて特定したＩＤを特定する（ステップＳ５−１）。そして、判定部１０２は、各電池状態情報に対して特定したＩＤを異状態特定部１０３に出力する。
【００３４】
異状態特定部１０３は、判定部１０２から各電池状態情報がしきい値を超えた電池セルのＩＤを入力すると、そのＩＤの組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡）を特定する（ステップＳ６）。
なお、電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池セルのＩＤに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するステップＳ６の処理については、ジュール熱による電池異常加熱が発生している電池セルを特定する処理（ステップＳ６ａ）、液漏れが発生している電池セルを特定する処理（ステップＳ６ｂ）、内部短絡が発生している電池セルを特定する処理（ステップＳ６ｃ）、外部短絡が発生している電池セルを特定する処理（ステップＳ６ｄ）の各処理がある。これらステップＳ６ａ〜Ｓ６ｄの処理について次に説明する。なお、説明における例示は、図２で示した組電池３０を例に示したものである。
【００３５】
まず、異状態特定部１０３がジュール熱による電池異常加熱が発生している電池セルを特定する処理について説明する。
異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ΔＴ、ｄＴ／ｄｔ、ΔＶｃについてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤの中から、ΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して共にしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤであって、かつ、ΔＶと、ΔＶｃの少なくとも一方についてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤを特定する（ステップＳ５−２）。異状態特定部１０３は、そのＩＤに相当する電池セルにジュール熱による電池異常加熱が発生していると特定する（ステップＳ６ａ）。なお、この特定は、温度がしきい値を超えたことを示すΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して同一のＩＤであり、かつ、電圧変化がしきい値を超えたことを示すΔＶと、ΔＶｃとに対するＩＤのうち少なくとも一方がΔＴとｄＴ／ｄｔとに対するＩＤと同一であるということは、同一のＩＤに対応する電池セルが発熱し、かつ、その電池セルにおいて電圧異常が発生しているという判断に基づくものである。
【００３６】
例えば、図２で示した組電池３０に対して、異状態特定部１０３は、判定部１０２からΔＴとｄＴ／ｄｔとΔＶとに対して同一のＩＤである“ｉｄ３０１ａ”を入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、ΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して同一のＩＤ（この場合、ｉｄ３０１ａ）であり、かつ、ΔＶとΔＶｃとに対するＩＤのうち少なくとも一方（この場合、ΔＶ）がΔＴとｄＴ／ｄｔとに対するＩＤと同一である組み合わせとして、ΔＴとｄＴ／ｄｔとΔＶを特定する。そして、異状態特定部１０３は、同一のＩＤ“ｉｄ３０１ａ”に対応する電池セル３０１ａにジュール熱による電池異常加熱が発生していると特定する。
【００３７】
なお異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ΔＴ、ｄＴ／ｄｔ、ΔＶｃに対するＩＤの組み合わせの中に、ΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して同一のＩＤであり、かつ、ΔＶとΔＶｃとに対するＩＤのうち少なくとも一方がΔＴとｄＴ／ｄｔとに対するＩＤと同一である組み合わせを特定できない場合、ジュール熱による電池異常加熱が発生していないと判定する。
【００３８】
次に、異状態特定部１０３が、液漏れが発生している電池セルを特定する処理について説明する。
異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔに対するＩＤの中に、Δ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔの少なくとも一方に対して、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに液漏れが発生していると特定する（ステップＳ６ｂ）。なお、この特定は、液漏れが発生した場合には、隣接する電池セルの間の絶縁シートに液漏れした液が染み込み液絡することで、缶電圧が変動するという判断に基づくものである。
【００３９】
例えば、図２で示した組電池３０に対して、異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔに対するＩＤの中に、Δ（Ｖ−Ｖｃ）に対してＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”とを入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、Δ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔの少なくとも一方に対して、隣接する電池セル（この場合、電池セル３０１ａと３０１ｂ）に対応する２つ以上のＩＤ（この場合、“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”）が存在するため、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”に対応する電池セル３０１ａと３０１ｂに液漏れが発生していると特定する。
【００４０】
次に、異状態特定部１０３が、内部短絡が発生している電池セルを特定する処理と外部短絡が発生している電池セルを特定する処理について説明する。
異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在するか否かを判定する（ステップｓ５−３）。異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しないと判定した場合（ステップＳ５−３、ＮＯ）、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに内部短絡が発生していると特定する（ステップＳ６ｃ）。また、異状態特定部１０３は、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在すると判定した場合（ステップＳ５−３、ＹＥＳ）、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに外部短絡が発生していると特定する（ステップＳ６ｄ）。なお、これらの特定は、内部短絡が発生した場合には、隣接する電池セルで電圧異常が発生する可能性が非常に低く、一方、外部短絡が発生している場合には、ケーブル同士の接触や異物の混入などにより隣接する２つ以上の電池セルで電圧異常が発生する可能性が十分に考えられるという判断に基づくものである。
【００４１】
例えば、図２で示した組電池３０に対して、異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”を入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セル（この場合、電池セル３０１ｂ）に対応するＩＤ（この場合、“ｉｄ３０１ｂ”）が存在しない場合、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”に対応する電池セル３０１ａに内部短絡が発生していると特定する。
【００４２】
また、異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”とを入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セル（この場合、電池セル３０１ａと３０１ｂ）に対応する２つ以上のＩＤ（この場合、“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”）が存在するため、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”に対応する電池セル３０１ａと３０１ｂに外部短絡が発生していると特定する。
【００４３】
ステップＳ６（ステップＳ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄ）の処理が終了すると、異状態特定部１０３は、特定した異状態の種類を上位コントローラ２０に出力する。
上位コントローラ２０は、異状態特定部１０３から異状態の種類を入力すると、入力した異状態が示す危険度の度合いに応じて遮断器５０の開状態／閉状態の制御や充電器・負荷６０の電圧や電流を制御する（ステップＳ７）。
【００４４】
例えば、上位コントローラ２０は、異状態特定部１０３から異状態の種類として内部短絡または液漏れを入力した場合、遮断器５０が開状態となるように制御する。この制御は、電池セルにおいて内部短絡または液漏れが発生している場合、ユーザが内部短絡や液漏れに直接対応できるものではなく、また、使用し続けると発火などの危険性があるという判断に基づくものである。また、例えば、上位コントローラ２０は、異状態特定部１０３から異状態の種類としてジュール熱による電池異常加熱または外部短絡を入力した場合、充電器・負荷６０における電圧や電流を低減するように制御する。この制御は、電池セルにおいてジュール熱による電池異常加熱または外部短絡が発生する主な原因がケーブル同士の短絡や埃などであり、ユーザが直ちに対応すれば比較的容易に原因を取り除くことができるという判断に基づくものである。
【００４５】
また、ステップＳ６（ステップＳ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄ）の処理が終了すると、異状態特定部１０３は、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類をユーザに報知するための報知制御信号を報知部７０に出力する。
報知部７０は、異状態特定部１０３から報知制御信号を入力すると、入力した報知制御信号に基づいて、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を出力する（ステップＳ８）。
【００４６】
例えば、報知部７０の表示部７０１は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を文字や図などの視覚情報として表示する。
また、例えば、スピーカ７０２は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を音声などの音情報として出力する。
また、例えば、振動部７０３は、異状態特定部１０３から入力した報知制御信号に基づいて、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類をバイブレーションの長さや振動回数などの振動情報として出力する。
なお、報知部７０が行う異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類のユーザへの報知は、表示部７０１、スピーカ７０２、振動部７０３の何れか１つによる報知であってもよいし、何れかを組み合わせた複数による報知であってもよい。
【００４７】
なお、以上の第一の実施形態による異状態監視システム１の処理についての説明では、上位コントローラ２０が遮断器５０の開状態／閉状態を制御するものとして説明した。しかしながら、遮断器５０の開状態／閉状態や、充電器・負荷６０の電圧や電流の制御は、それに限定するものではない。例えば、異状態特定部１０３が特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類に基づいて、異状態監視装置１０が遮断器５０の開状態／閉状態を制御してもよい。
【００４８】
また、以上の第一の実施形態による異状態監視システム１の処理についての説明では、セル電圧とセル缶電圧との差電圧の平均値からの差分Δ（Ｖ−Ｖｃ）は、各セル電圧Ｖと各セル缶電圧Ｖｃとから演算して求めるものとして説明した。しかしながら、セル電圧とセル缶電圧との差電圧の平均値からの差分Δ（Ｖ−Ｖｃ）の求め方は、それに限定するものではない。例えば、セル電圧とセル缶電圧との差電圧の平均値からの差分Δ（Ｖ−Ｖｃ）は、図３で示した抵抗に印加される電圧の実測に基づいて求めてもよい。
【００４９】
また、以上の第一の実施形態による異状態監視システム１の処理についての説明では、ステップＳ６（ステップＳ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄ）の処理を順番に説明したが、説明の都合上そのようになっただけであり、ステップＳ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄの処理は並行して行われてもよい。
【００５０】
また、ステップＳ７やステップＳ８で示した処理は一例であり、それらの処理に限定するものではない。例えば、内部短絡や液漏れがより危険であると判断した場合、異状態監視システム１はシステム全体を停止するような処理を行ってもよい。また、例えば、ジュール熱による電池異常加熱が危険ではないと判断した場合、異状態監視システム１はユーザに報知することなくジュール熱の発生を低減するように負荷が低減されるような処理を行えばよい。また、例えば、外部短絡が危険ではないと判断した場合、異状態監視システム１はユーザにメンテナンスを促すように報知する処理を行えばよい。
【００５１】
以上、本発明の第一の実施形態による異状態監視装置１０、及び異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１について説明した。
本発明の第一の実施形態による組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置１０は、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。電池セル情報取得部１０１は、各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セル３０１に接続された検知部４０から取得する。判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定部１０２が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル３０１及び当該電池セル３０１における異状態の種類を特定する。
このようにすれば、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定することができる。
【００５２】
＜第二の実施形態＞
図５は、本発明の第二の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
図５で示すように、第二の実施形態による異状態監視システム１は、第一の実施形態による異状態監視システム１の検知部４０の代わりに制御部９０を備える。
制御部９０は、組電池３０が備える各電池セル３０１の各セル電圧を均等化するよう制御する。制御部９０がこの制御を行った時の各セル電圧が均等化する動作がセルバランス動作である。制御部９０は、セルバランス動作時の組電池３０の各電池セル３０１の絶対値電圧に基づくセルバランス動作情報を電池セル情報取得部１０１に出力する。
【００５３】
第二の実施形態による異状態監視システム１が備える異状態監視装置１０は、第一の実施形態による異状態監視システム１が備える異状態監視装置１０と同様に、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。ただし、第二の実施形態による異状態監視装置１０が備える電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２は、第一の実施形態による異状態監視装置１０が備える電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と機能の点で異なる。
【００５４】
第二の実施形態による異状態監視装置１０が備える電池セル情報取得部１０１は、各電池セルの状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、前記複数の電池セルに接続された制御部９０から取得する。具体的には、電池セル情報取得部１０１は、電池セル情報として、セルバランス動作時の組電池３０の各電池セル３０１の絶対値電圧に基づくセルバランス動作情報を各電池セル３０１に接続された制御部９０から取得する。電池セル情報取得部１０１は、取得したセルバランス動作情報を判定部１０２に出力する。
【００５５】
判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１から入力する電池セル情報（セルバランス動作情報）に基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するために必要となる電池状態情報を演算する。なお、ここでの電池状態情報とは、電池セルのＩＤに関連付けられた単位時間当たりのセルバランス作動回数を含む情報である。判定部１０２は、演算した電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。判定部１０２は、電池状態情報がしきい値を超えたか否かの判定結果を異状態特定部１０３に出力する。なお、ここで示すしきい値とは、上限と下限の両方を含むしきい値である。
【００５６】
異状態特定部１０３は、判定部１０２が電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定する。異状態特定部１０３は、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を上位コントローラ２０に出力する。また、異状態特定部１０３は、特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を報知するための報知制御信号を報知部７０に出力する。
【００５７】
図６は、本発明の第二の実施形態による制御部９０がセルバランス制御を行う回路の一例を示す図である。
第二の実施形態による制御部９０は、図６で示すように、組電池３０が備える各電池セル３０１に並列に接続された差動アンプと、その差動アンプの入力間に接続された、バイポーラトランジスタと抵抗と、差動アンプの出力とバイポーラトランジスタのベースとに接続されたＣＰＵとを備える。
【００５８】
ところで、組電池３０が備える各電池セル３０１を充放電する場合、各電池セル３０１の容量や内部抵抗といった性能のばらつきや、各電池セル３０１が収められる筐体における温度分布等の環境因子により、セルの容量や内部抵抗にばらつきが生じ、セル電圧にばらつきが生じる。
この状態を放置すると、各電池セル３０１における運用電圧範囲の違いによる性能劣化率がばらつき、組電池３０としての性能劣化が促進される。更にこのようなセル電圧のアンバランスが過度に進むと、一部の電池セルが過充電あるいは過放電の領域に入ることとなり、安全性の低下が懸念される。
この対策として、図６で示すような回路を用いて運用時の各電池セルが出力するセル電圧を均等化する。この機能のことをセルバランス機能と称する。
【００５９】
図６で示した回路において、各電池セル３０１に接続されている差動アンプは、各電池セルが出力するセル電圧を入力し、そのセル電圧に応じた電圧をＣＰＵに出力する。ＣＰＵは、差動アンプから入力した最も低いセル電圧に対して規定電圧以上乖離するセル電圧が存在すると、その乖離したセル電圧を出力する電池セルに接続されているバイポーラトランジスタをＯＮさせて充電電流の一部をバイパスすることで、電池セルの電圧上昇を緩やかにする。ＣＰＵがバイポーラトランジスタをＯＮする回数がセルバランス動作回数である。
【００６０】
図７は、本実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に、図７を用いて第二の実施形態による異状態監視システム１の処理フローについて説明する。
【００６１】
図７で示す第二の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、電池セル情報（セルバランス動作情報）に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと図５で示した異状態監視装置１０が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(内部短絡、外部短絡）を特定する処理である。
第二の実施形態による異状態監視システム１の処理フローにおいて、電池セル情報はセルバランス動作情報であり、異状態の種類は内部短絡と外部短絡である。
なお、制御部９０は、組電池３０が備える各電池セル３０１のセルバランス動作時の組電池３０の各電池セル３０１の絶対値電圧に基づくセルバランス動作情報を常時電池セル情報取得部１０１に出力しているものとする。
【００６２】
まず、異状態監視装置１０が備える電池セル情報取得部１０１は、制御部９０にアクセスし、制御部９０からセルバランス動作時の組電池３０の各電池セル３０１の絶対値電圧に基づく電池セル情報と、その電池セル情報と対を成す対応する電池セル３０１のＩＤ（以下、電池セル情報とＩＤ）とを取得する（ステップＳ９）。ここで電池セル情報取得部１０１が取得する電池セル情報は、セルバランス動作時の組電池３０の各電池セル３０１の絶対値電圧に基づくセルバランス動作情報の電池セル情報である。
電池セル情報取得部１０１は、制御部９０から各電池セル３０１の電池セル情報とＩＤとを取得すると、取得した各電池セル３０１の電池セル情報とＩＤとを判定部１０２に出力する。
【００６３】
判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１から入力する電池セル情報（セルバランス動作情報）に基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するために必要となる電池状態情報を演算する（ステップＳ１０）。ここで判定部１０２が演算する電池状態情報は、電池セルのＩＤに関連付けられた単位時間当たりのセルバランス作動回数である。例えば、判定部１０２は、制御部９０が備えるＣＰＵが各電池セルに接続されているバイポーラトランジスタをＯＮさせた回数を単位時間で除算してセルバランス動作回数を算出する。
【００６４】
判定部１０２は、演算した各電池状態情報が各電池状態情報に対して予め設定した判定基準となるしきい値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１）。判定部１０２は、演算した各電池状態情報と各電池状態情報に対して予め設定した判定基準となるしきい値とを比較し、演算した電池状態情報が設定したしきい値よりも大きい場合に、演算した電池状態情報が設定したしきい値を超えたと判定する。
【００６５】
判定部１０２は、各電池状態情報に対して、設定したしきい値を超えたと判定した電池状態情報と対を成すＩＤ、すなわち電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて特定したＩＤを特定する（ステップＳ１２−１）。そして、判定部１０２は、各電池状態情報に対して特定したＩＤを異状態特定部１０３に出力する。
【００６６】
異状態特定部１０３は、判定部１０２から各電池状態情報がしきい値を超えた電池セルのＩＤを入力すると、そのＩＤの組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(内部短絡、外部短絡）を特定する（ステップＳ１３）。
なお、電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池セルのＩＤに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類を特定するステップＳ１３の処理については、内部短絡が発生している電池セルを特定する処理をステップＳ１３ａ、外部短絡が発生している電池セルを特定する処理とをステップＳ１３ｂとして次に説明する。
【００６７】
まず、異状態特定部１０３が、内部短絡が発生している電池セルを特定する処理と外部短絡が発生している電池セルを特定する処理について説明する。
異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１から入力するセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在するか否かを判定する（ステップＳ１２−３）。異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１から入力するセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しないと判定した場合（ステップＳ１２−３、ＮＯ）、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに内部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１３ａ）。また、異状態特定部１０３は、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在すると判定した場合（ステップＳ１２−３、ＹＥＳ）、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに外部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１３ｂ）。
【００６８】
例えば、図２で示した組電池３０に対して、異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、セルバランス動作情報に対して、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”を入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、セルバランス動作情報に対して、隣接する電池セル（この場合、電池セル３０１ｂ）に対応するＩＤ（この場合、“ｉｄ３０１ｂ”）が存在しない場合、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”に対応する電池セル３０１ａに内部短絡が発生していると特定する。
【００６９】
また、異状態特定部１０３は、判定部１０２から入力したセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、セルバランス動作情報に対して、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”とを入力したとする。この場合、異状態特定部１０３は、セルバランス動作情報に対して、隣接する電池セル（この場合、電池セル３０１ａと３０１ｂ）に対応する２つ以上のＩＤ（この場合、“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”）が存在するため、ＩＤ“ｉｄ３０１ａ”と“ｉｄ３０１ｂ”に対応する電池セル３０１ａと３０１ｂに外部短絡が発生していると特定する。
ステップＳ１３（ステップＳ１３ａ、Ｓ１３ｂ）の処理が終了すると、第一の実施形態による異状態監視システム１の処理と同様に、ステップＳ７やステップＳ８の処理を行う。
【００７０】
なお、以上の第一の実施形態による異状態監視システム１の処理についての説明では、上位コントローラ２０が遮断器５０の開状態／閉状態を制御するものとして説明した。しかしながら、遮断器５０の開状態／閉状態や、充電器・負荷６０の電圧や電流の制御は、それに限定するものではない。例えば、異状態特定部１０３が特定した異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類に基づいて、異状態監視装置１０が遮断器５０の開状態／閉状態を制御してもよい。
【００７１】
以上、本発明の第二の実施形態による異状態監視装置１０、及び異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１について説明した。
本発明の第二の実施形態による組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置１０は、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。電池セル情報取得部１０１は、各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セル３０１に接続された制御部９０から取得する。判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定部１０２が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル３０１及び当該電池セル３０１における異状態の種類を特定する。
このようにすれば、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定することができる。
【００７２】
＜第三の実施形態＞
図８は、本発明の第三の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
図８で示すように、第三の実施形態による異状態監視システム１は、第一の実施形態による異状態監視システム１に加え、さらに制御部９０を備える。すなわち、第三の実施形態による異状態監視システム１は、第一の実施形態による異状態監視システム１と第二の実施形態による異状態監視システム１の両方の機能部を備える。
【００７３】
図９は、本発明の第三の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に、図９を用いて第三の実施形態による異状態監視システム１の処理フローについて説明する。
図９で示す第三の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、図８で示した異状態監視システム１の備える異状態監視装置１０が各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡）を特定する処理である。
【００７４】
なお、第三の実施形態による異状態監視システム１の処理フローにおいて、電池セル情報は、第一の実施形態による異状態監視システム１が扱った各セル電圧Ｖ、各セル缶電圧Ｖｃ、各セル温度Ｔと、第二の実施形態による異状態監視システム１が扱ったセルバランス動作情報である。また、第三の実施形態による異状態監視システム１の処理フローにおいて、異状態の種類は、ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡である。従って、第三の実施形態による異状態監視システム１の処理フローは、第一の実施形態による異状態監視システム１が行う処理に第二の実施形態による異状態監視システム１の対応する処理を追加したものとして、第一の実施形態による異状態監視システム１の処理フローを読みかえればよい。
つまり、第三の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、ステップＳ１４、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１０、Ｓ１５、Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３、Ｓ１７（Ｓ１７ａ、Ｓ１７ｂ、Ｓ１７ｃ、Ｓ１７ｄ）、Ｓ７、Ｓ８の処理であり、ステップＳ１４を（ステップＳ１＋Ｓ９）、ステップＳ１５を（ステップＳ４＋Ｓ１１）、ステップＳ１６−１を（ステップＳ５−１＋Ｓ１２−１）、ステップＳ１６−２をステップＳ５−２、ステップＳ１６−３を（ステップＳ５−３＋ステップＳ１２−３）、ステップＳ１７ａをステップＳ６ａ、ステップＳ１７ｂをステップＳ６ｂとし、新たなステップＳ１７ｃとＳ１７ｄとを加えた処理である。
【００７５】
ここでは、新たな処理ステップであるステップＳ１７ｃとＳ１７ｄについて説明する。
第三の実施形態による異状態特定部１０３は、判定部１０２から各電池状態情報がしきい値を超えた電池セルのＩＤを入力すると、そのＩＤの組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡）を特定する（ステップＳ１７）。
【００７６】
異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ａの処理と同様に、判定部１０２から入力したΔＶ、ΔＴ、ｄＴ／ｄｔ、ΔＶｃについてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤの中から、ΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して共にしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤであって、かつ、ΔＶと、ΔＶｃの少なくとも一方についてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤを特定する（ステップＳ１６−２）。異状態特定部１０３は、そのＩＤに相当する電池セルにジュール熱による電池異常加熱が発生していると特定する（ステップＳ１７ａ）。
【００７７】
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｂの処理と同様に、判定部１０２から入力したΔ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔに対するＩＤの中に、Δ（Ｖ−Ｖｃ）とｄ（Ｖ−Ｖｃ）／ｄｔの少なくとも一方に対して、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルに液漏れが発生していると特定する（ステップＳ１７ｂ）。
【００７８】
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｃの処理と同様に、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しない場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
【００７９】
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｄの処理と同様に、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
また、異状態特定部１０３は、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ａの処理と同様に、電池セル情報取得部１０１から入力するセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しない場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
【００８０】
また、異状態特定部１０３は、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ｂの処理と同様に、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
そして、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｃと同様の処理により特定した電池セルと、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ａと同様の処理により特定した電池セルのすべての電池セルに内部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１７ｃ）。
【００８１】
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｄと同様の処理により特定した電池セルと、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ｂと同様の処理により特定した電池セルのすべての電池セルに外部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１７ｄ）。
ステップＳ１７（ステップＳ１７ａ、Ｓ１７ｂ、Ｓ１７ｃ、Ｓ１７ｄ）の処理が終了すると、第一の実施形態による異状態監視システム１と同様に、ステップＳ７やステップＳ８の処理を行う。
【００８２】
以上、本発明の第三の実施形態による異状態監視装置１０、及び異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１について説明した。
本発明の第三の実施形態による組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置１０は、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。電池セル情報取得部１０１は、各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セル３０１に接続された検知部４０及び制御部９０から取得する。判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定部１０２が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル３０１及び当該電池セル３０１における異状態の種類を特定する。
このようにすれば、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定することができる。
【００８３】
＜第四の実施形態＞
図１０は、本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の構成の一例を示す図である。
図１０で示すように、第四の実施形態による異状態監視システム１は、第三の実施形態による異状態監視システム１と同様の構成である。ただし、検知部４０は、電池セル情報として電流Ｉを電池セル情報取得部１０１に出力する。また、異状態特定部１０３が行う処理が異なる。
次に、本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１について説明する。
【００８４】
図１１は、本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１の処理フローの一例を示す図である。
次に、図１１を用いて第四の実施形態による異状態監視システム１の処理フローについて説明する。
第四の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、図８で示した異状態監視システム１の備える異状態監視装置１０が各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル及び当該電池セルにおける異状態の種類(ジュール熱による電池異常加熱、液漏れ、内部短絡、外部短絡）を特定する処理である。そして、第四の実施形態による異状態監視システム１が行う処理は、検知部４０が電池セル情報として電流Ｉを電池セル情報取得部１０１に出力する点と、異状態特定部１０３が行う処理が異なる点を除けば、第三の実施形態による異状態監視システム１が行う処理と同様である。
【００８５】
第四の実施形態による異状態監視システム１が行うステップＳ１８の処理は、ステップＳ１４の処理における電池セル情報に電流Ｉを追加して考えればよい。
ここでは、処理ステップＳ１７ｅ、Ｓ１７ｆ、Ｓ１７ｇについて説明する。
【００８６】
異状態特定部１０３は、ΔＶと、ΔＶｃのＩＤの特定については、充放電時の電流Ｉの向きと、ΔＶの電圧の変動やΔＶｃの電圧の変動ｑとの整合性がとれているという条件を付加し、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ａの処理と同様に、判定部１０２から入力したΔＶ、ΔＴ、ｄＴ／ｄｔ、ΔＶｃについてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤの中から、ΔＴとｄＴ／ｄｔとに対して共にしきい値を超えたと判定されたと判定された電池セルのＩＤであって、かつ、ΔＶと、ΔＶｃの少なくとも一方についてしきい値を超えたと判定された電池セルのＩＤを特定する（ステップＳ１９）。異状態特定部１０３は、そのＩＤに相当する電池セルにジュール熱による電池異常加熱が発生していると特定する（ステップＳ１７ｅ）。
【００８７】
異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｃの処理と同様に、判定部１０２から入力したΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔに対するＩＤの中に、ΔＶ、ｄＶ／ｄｔ、ΔＶｃ、ｄＶｃ／ｄｔのうち少なくとも１つに対して、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しない場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
【００８８】
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｄの処理と同様に、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
また、異状態特定部１０３は、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ａの処理と同様に、電池セル情報取得部１０１から入力するセルバランス動作情報に対するＩＤの中に、隣接する電池セルに対応するＩＤが存在しない場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
【００８９】
また、異状態特定部１０３は、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ｂの処理と同様に、隣接する電池セルに対応する２つ以上のＩＤが存在する場合、それらすべてのＩＤに対応する電池セルを特定する。
そして、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｃと同様の処理により特定した電池セルと、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ａと同様の処理により特定した電池セルとで共通な電池セルに内部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１７ｆ）。
また、異状態特定部１０３は、第一の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ６ｄと同様の処理により特定した電池セルと、第二の実施形態による異状態特定部１０３が行うステップＳ１３ｂと同様の処理により特定した電池セルとで共通な電池セルに外部短絡が発生していると特定する（ステップＳ１７ｇ）。
【００９０】
ステップＳ１７（ステップＳ１７ｅ、Ｓ１７ｂ、Ｓ１７ｆ、Ｓ１７ｇ）の処理が終了すると、第一の実施形態による異状態監視システム１と同様に、ステップＳ７やステップＳ８の処理を行う。
【００９１】
以上、本発明の第四の実施形態による異状態監視装置１０、及び異状態監視装置１０を備える異状態監視システム１について説明した。
本発明の第四の実施形態による組電池を構成する複数の電池セルの異状態監視する異状態監視装置１０は、電池セル情報取得部１０１と、判定部１０２と、異状態特定部１０３とを備える。電池セル情報取得部１０１は、各電池セル３０１の状態を示す電池セル情報のうち少なくとも電圧に係る情報を、複数の電池セル３０１に接続された検知部４０及び制御部９０から取得する。判定部１０２は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたか否かを判定する。異状態特定部１０３は、電池セル情報取得部１０１が取得した各電池セル情報に基づく電池状態情報がしきい値を超えたと判定部１０２が判定した電池状態情報の組み合わせに基づいて、異状態の電池セル３０１及び当該電池セル３０１における異状態の種類を特定する。
このようにすれば、異常な状態に陥る可能性がある二次電池を予見した場合に、異常な状態に陥る原因を特定することができる。
【００９２】
なお本発明の実施形態における処理フローは、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【００９３】
なお本発明の実施形態について説明したが、上述の異状態監視装置１０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００９４】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１・・・異状態監視システム
１０・・・異状態監視装置
２０・・・上位コントローラ
３０・・・組電池
４０・・・検知部
５０・・・遮断器
６０・・・充電器・負荷
７０・・・報知部
８０・・・記憶部
９０・・・制御部
１０１・・・電池情報取得部
１０２・・・判定部
１０３・・・異状態特定部
３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅ、３０１ｆ、３０１ｇ、３０１ｈ・・・電池セル
７０１・・・表示部
７０２・・・スピーカ
７０３・・・振動部
【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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