(57)【要約】【課題】ヒューズが断線した電池セルを含むセル群を判定するための判定精度を改善することができる電池監視システムを提供する。【解決手段】電池監視システムにおいて、組電池１０は、直列に接続された複数のセル群１２を含む。電圧測定装置２０は、複数のセル群１２それぞれの電圧を測定する。電流測定装置２６は、組電池１０の電流を測定する。複数のセル群１２それぞれは、ヒューズを備える電池セルを複数並列に接続して構成される。電圧判定装置３０は、複数のセル群１２それぞれについて電流の積算値に対する電圧の変化率を特定する。電圧判定装置３０は、複数のセル群１２のうち判定対象のセル群の変化率と、複数のセル群１２のうち判定対象のセル群とは別のセル群の変化率と、に応じて、判定対象のセル群がヒューズ断線した電池セルを含んでいるか否かを判定する。【選択図】図１
2018166388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数のセル群を含む組電池と、
前記複数のセル群それぞれの電圧を測定する電圧測定装置と、
前記組電池の電流を測定する電流測定装置と、
電圧判定装置と、
を備え、
前記複数のセル群それぞれは、ヒューズを備える電池セルを複数並列に接続して構成され、
前記電圧判定装置は、
前記複数のセル群それぞれについて前記電流の積算値に対する前記電圧の変化率を特定し、
前記複数のセル群のうち判定対象のセル群の前記変化率と、前記複数のセル群のうち前記判定対象のセル群とは別のセル群の前記変化率と、に応じて、前記判定対象のセル群がヒューズ断線した電池セルを含んでいるか否かを判定することを特徴とする電池監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセル群を含む電池を監視する電池監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に搭載される電池の接触不良を判定するためのセル電圧測定装置が知られている。例えば特許文献１には、燃料電池のセル電圧を測定するセル電圧測定装置が記載されている。特許文献１に記載のセル電圧測定装置は、電池セルの電圧を測定する電圧測定回路を備え、電圧測定回路で測定されるセル電圧の時間変化率に基づいて、電池セルの接触不良を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６０１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、電池監視システムについて以下の認識を得た。
大きな電力を供給する電池としては、複数の電池セルを並列に接続したセル群を複数直列に接続して構成される組電池がある。このような組電池では、過電流保護のため、各電池セルにヒューズを備えることが考えられる。このような組電池の電池セルでは、何らかの原因によりヒューズが断線することがある。ヒューズが断線した電池セル（以下、断線した電池セルという。）を含むセル群（以下、断線を含むセル群という。）は、充放電可能な電荷の総量（以下、容量という。）がその分減少する。複数のセル群を直列接続した組電池の容量は、その複数のセル群のうち最も容量が小さなセル群の容量によって制限されることが考えられる。組電池の容量が小さくなると例えば電気自動車であれば走行距離がその分短くなる。また、断線を含むセル群では、各電池セルに流れる電流値がその分増加し、許容電流を超えてＬｉイオンの析出や、ハイレート状態に陥る可能性があり電池の劣化につながるおそれもある。
【０００５】
したがって、各セル群について断線した電池セルの有無を検知して、断線を含むセル群を検知したらそのセル群を正常なセル群に交換することが望ましい。断線を含むセル群を検知するために、各セル群の走行前後の電圧差を取得して比較することが考えられる。例えば、走行前後の電圧差が他のセル群の電圧差と比較して大きい場合に、断線した電池セルを含むと判定することが考えられる。しかし、この方法では、測定結果に電圧センサの誤差や電池の特性のバラツキによる誤差を含むため、断線した電池セルの有無を精度良く判定することは難しい問題がある。
このことから、本発明者は、電池を監視するシステムには、断線した電池セルの有無を精度良く判定する観点から改善すべき課題があることを認識した。
【０００６】
本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒューズ断線した電池セルを含むセル群を判定するための判定精度を改善することが可能な電池監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電池監視システムは、直列に接続された複数のセル群を含む組電池と、複数のセル群それぞれの電圧を測定する電圧測定装置と、組電池の電流を測定する電流測定装置と、電圧判定装置と、を備える。複数のセル群それぞれは、ヒューズを備える電池セルを複数並列に接続して構成され、電圧判定装置は、複数のセル群それぞれについて電流の積算値に対する電圧の変化率を特定し、複数のセル群のうち判定対象のセル群の変化率と、複数のセル群のうち判定対象のセル群とは別のセル群の変化率と、に応じて、判定対象のセル群がヒューズ断線した電池セルを含んでいるか否かを判定する。
【０００８】
この態様によると、セル群の電圧の変化率に基づいて、ヒューズ断線した電池セルを含んでいるか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒューズ断線した電池セルを含むセル群を判定するための判定精度を改善することが可能な電池監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る電池監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電池監視システムのセル群の一例を示す回路図である。
【図３】図１の電池監視システムの電圧判定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の電池監視システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１の電池監視システムの傾斜率比の一例を示す図である。
【図６】図１の電池監視システムの評価結果の一例を示す図である。
【図７】図１の電池監視システムの評価結果の一例を示す図である。
【図８】図１のセル群の電圧変動の一例を示す図である。
【図９】図１のセル群の実走行時の電圧変動の一例を示す図である。
【図１０】図１のセル群の積算電流に対する電圧変動の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
【００１２】
本発明者は、セル群がヒューズ断線した電池セルを含むか否かの判定（以下、断線判定という。）の判定精度を改善させるために、電池監視システムについて研究し、以下の知見を得た。
【００１３】
図１は、実施形態に係る電池監視システム１のブロック図である。図２は、セル群１２の一例を示す回路図である。複数のセル群１２を直列に接続することにより、例えば、車両の走行用のモータを駆動することができる。セル群１２は、並列に接続された複数（例えば１２個）の電池セル１４を含む。各電池セル１４は、電池エレメント１６と、ヒューズ１８と、を含む。ヒューズ１８は、過電流保護のために電池エレメント１６に直列に接続される。したがって、電池セル１４に過電流が流れてヒューズ断線を生じると、その電池セル１４は並列回路から電気的に切り離される。例えば、ひとつの電池セル１４がヒューズ断線した場合でも、セル群１２の開回路電圧は殆ど変化しないので断線判定の判定精度を向上することは容易でない。
【００１４】
以下、ヒューズ断線した電池セル１４を含むセル群をセル群１２（ａ）と、正常なセル群をセル群１２（ｂ）と表記する。また、セル群１２（ａ）に対応する記号には「（ａ）」を付し、セル群１２（ｂ）に対応する記号には「（ｂ）」を付してこれらを区分する。
【００１５】
図８は、セル群１２（ａ）、１２（ｂ）の閉回路電圧（以下、単に電圧という。）の変動の一例を概念的に示す図である。図８は、走行時間に対する電圧の変化を示している。図８では、セル群１２（ａ）の電圧Ｖｓ（ａ）をセル群１２（ｂ）の電圧Ｖｓ（ｂ）と比較して示している。
【００１６】
図８に示すように、電圧Ｖｓ（ａ）と電圧Ｖｓ（ｂ）の中心値は、走行時間の経過とともに放電により徐々に低下する。走行前は双方の中心値に差は殆ど見られないが、走行後には一定の差が見られる。走行前後において、セル群１２（ａ）の電圧差ΔＶ（ａ）は、セル群１２（ｂ）の電圧差ΔＶ（ｂ）より大きい。ある程度電流を流すことによってセル群１２（ａ）の方が早く充電率が低下するからである。また、電圧Ｖｓ（ａ）と電圧Ｖｓ（ｂ）には、脈動のような繰り返し変動が含まれている。
【００１７】
電圧の変動の要因について考察する。セル群１２の電圧Ｖｓは、式１に示されるように、主に開回路電圧と内部抵抗に電流が流れることによる電圧変化（以下、内部抵抗による電圧変化という。）と、電流が流れた時に、リチウム電池内部のリチウムイオンの濃度変化が発生し、それによる電圧変化分（以下、分極という。）による電圧変化とによって変動する。
（式１）  電圧Ｖｓ＝開回路電圧−内部抵抗による電圧変化−分極による電圧変化
開回路電圧は、残存容量と直接的に関係するため、走行時の放電により徐々に低下する。ヒューズ断線すると、断線したセル分の残存容量が低下するため、同じ放電量でも開回路電圧はより速く低下する。したがって、放電量の増加とともに、セル群１２（ａ）の開回路電圧は、セル群１２（ｂ）よりも大きく低下する。この特性から、開回路電圧の差を断線判定に用いることが考えられる。脈動のような繰り返し変動は、内部抵抗による電圧変化と分極による電圧変化とによって生じていると考えられる。この繰り返し変動は判定精度を低下させる誤差要因となりうる。
【００１８】
内部抵抗による電圧変化は、内部抵抗に電流が流れたことによる電圧変化である。内部抵抗にはバラツキが存在するため断線判定の精度を低下させる要因となる。分極による電圧変化は電流が増えると大きくなる。セル群１２（ａ）では、単位電池セルあたりの電流が増えることで分極が促進され、分極による電圧変化は大きくなる。内部抵抗の電圧変化および分極による電圧変化は電圧の変動の要因となると考えられる。
【００１９】
図９は、セル群の走行時の電流変動と電圧の変動の一例を示す図である。これらから、本発明者は、一定の積算電流が流れた後に、積算電流と電圧のポイントを取得することに着目した。特に、負荷が軽く電流が小さいときに電圧のポイントを取得することにより、上述の電圧降下の影響を抑制することができる。図１０は、セル群の積算電流に対する電圧の変動の一例を示す図であり、積算電流Ｑｂと電圧Ｖｓのポイントを複数プロットしたものである。
【００２０】
積算電流Ｑｂと電圧Ｖｓの各ポイントから最小二乗法により、それぞれ近似直線Ｌｒ（ａ）、Ｌｒ（ｂ）を特定することができる。この近似直線の積算電流ΔＱｂに対する電圧差ΔＶの変化率を傾斜率Ｓｒと定義する。図１０に示すように、セル群１２（ａ）の傾斜率Ｓｒ（ａ）と、セル群１２（ｂ）の傾斜率Ｓｒ（ｂ）と、には有意な差が見られる。ヒューズ断線を含み容量が減少したセル群１２（ａ）の傾斜率Ｓｒ（ａ）は、セル群１２（ｂ）のＳｒ（ｂ）より大きく、この差を利用して断線判定することが考えられる。また、誤差要因による影響を抑制するために、複数のセル群の傾斜率Ｓｒを相対的に比較して判定精度を向上することが考えられる。
【００２１】
これらの知見に基づき、本発明者は、複数のセル群１２のうち判定対象のセル群（以下、判定セル群１２Ａという。）の傾斜率Ｓｒと、複数のセル群１２のうち判定セル群１２Ａとは別のセル群（以下、対照セル群１２Ｂという。）の傾斜率Ｓｒと、に応じて、判定セル群Ａがヒューズ断線した電池セル１４を含んでいるか否かを判定する電池の監視システムを案出した。例えば、判定セル群１２Ａの傾斜率Ｓｒを対照セル群１２Ｂの傾斜率Ｓｒで除して得た値（以下、傾斜率比Ｈｓという。）が、所定の基準値より大きい場合に、ヒューズ断線した電池セル１４を含んでいると判定することができる。
【００２２】
この監視システムでは、複数のポイントから近似直線Ｌｒ（ａ）、Ｌｒ（ｂ）を特定することにより、電圧Ｖｓを検知する電圧センサの誤差、デジタル化する際の量子化誤差および電池セルの内部抵抗のバラツキによる誤差の影響を抑制することができる。特に、補機負荷のみの状態など小電流時の電圧Ｖｓを用いることにより、内部抵抗のバラツキの影響を一層抑制することができる。また、図１０に示すように、所定の積算電流ΔＱｂが流れた後に電圧Ｖｓを取得することによって、直線近似に適した状態にて傾斜率Ｓｒを求めることができる。また、判定セル群１２Ａに隣接するセル群を対照セル群１２Ｂとすることにより、温度差による影響を抑制することができる。
【００２３】
また、初期の容量ばらつきや劣化による容量の低下などの要因により、判定セル群１２Ａと対照セル群１２Ｂとの間に容量差が生じていることがある。容量差があると、ヒューズ断線がない場合でも、ヒューズ断線ありと誤判定される可能性がある。そこで、実施形態では、単独の傾斜率比Ｈｓによる判定ではなく、前回走行と今回走行の２回の走行の間での傾斜率比Ｈｓの変化量によって断線判定するようにしている。
【００２４】
例えば、前回走行時の傾斜率比Ｈｓを記憶してその傾斜率比Ｈｓと、今回走行時の傾斜率比Ｈｓと、を比較してその変化量に基づいて断線判定することができる。例えば、今回走行時の傾斜率比Ｈｓを前回走行時の傾斜率比Ｈｓで除して得た値（以下、傾斜率変化量Ｈｒという。）が、所定の値より大きい場合に、ヒューズ断線した電池セル１４を含んでいると判定することができる。前回走行時と今回走行時との間にヒューズ断線がなければ傾斜率変化量Ｈｒは略１であるので、傾斜率変化量Ｈｒが１に対して有意に大きい場合にヒューズ断線を含んでいると判定することができる。このシステムによれば、判定セル群１２Ａと対照セル群１２Ｂとの容量差による影響を抑制することができる。
【００２５】
実施形態に係る電池監視システム１は、このような思索に基づいて案出されたもので、以下にその詳細な構成を説明する。
【００２６】
［実施形態］
図１に示すように、電池監視システム１は、組電池１０と、電圧測定装置２０と、電流測定装置２６と、電圧判定装置３０と、判定出力部２８と、を主に備える。判定出力部２８は、判定結果を提示する装置で、例えば、断線したヒューズの有無などの情報を表示するディスプレイであってもよい。
【００２７】
組電池１０は、直列に接続された複数のセル群１２を含む。図２に示すように、各セル群１２は、並列に接続された複数（例えば１２個）の電池セル１４を含む。各電池セル１４は、電池エレメント１６と、ヒューズ１８と、を含む。ヒューズ１８は電池エレメント１６に直列に接続される。
【００２８】
電圧測定装置２０は、各セル群１２の両端の電圧Ｖｓを測定する。電圧測定装置２０は、例えば、マルチプレクサ２０ｍを用いて各セル群１２を順に選択し、選択されたセル群１２の電圧Ｖｓを電圧センサ２０ｂによって測定してもよい。一例として、電圧測定装置２０は、測定結果をデジタル信号に変換して電圧判定装置３０に出力している。
【００２９】
電流測定装置２６は、組電池１０に直列に接続される電流センサ２６ｂを含む。電流測定装置２６は、例えば、電流センサ２６ｂによって組電池１０の電流Ｉｂを測定してもよい。一例として、電流測定装置２６は、測定結果をデジタル信号に変換して電圧判定装置３０に出力している。
【００３０】
（電圧判定装置）
電圧判定装置３０について説明する。電圧判定装置３０は、組電池１０の電流Ｉｂおよび各セル群の電圧Ｖｓに応じて各セル群１２がヒューズ断線した電池セル１４を含んでいるか否かの断線判定を実行する。特に、電圧判定装置３０は、電流Ｉｂの積算値と電圧Ｖｓの変化率とに応じて、各セル群１２の断線判定を実行する。
【００３１】
図３は、電圧判定装置３０を示すブロック図である。図３に示す電圧判定装置３０の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００３２】
電圧判定装置３０は、電圧取得部３０ｂと、電流取得部３０ｃと、電流積算部３０ｈと、電圧電流記憶部３０ｄと、充電率推定部３０ｅと、充電率記憶部３０ｆと、充電率変化量特定部３０ｇと、記憶数管理部３０ｊと、傾斜率特定部３０ｍと、決定係数特定部３０ｎと、傾斜率比特定部３０ｐと、傾斜率比記憶部３０ｑと、傾斜率変化量特定部３０ｒと、判定出力制御部３０ｓと、を主に含む。電圧取得部３０ｂは、電圧測定装置２０から、各セル群の電圧Ｖｓの測定結果を取得する。
【００３３】
電流取得部３０ｃは、電流測定装置２６から、組電池１０の電流Ｉｂの測定結果を取得する。電流積算部３０ｈは、電流取得部３０ｃが取得した組電池１０の電流Ｉｂを積算して積算電流Ｑｂを求める。電圧電流記憶部３０ｄは、電圧取得部３０ｂが取得した電圧Ｖｓの測定結果と、電流積算部３０ｈが積算した積算電流Ｑｂと、をペアにして記憶する。
【００３４】
充電率推定部３０ｅは、組電池１０の充電率Ｒｃを推定する。組電池１０の充電率Ｒｃは、現在の容量を、満充電を１００％とした場合のパーセンテージで示す。充電率はＳＯＣ（State Of Charge）と称されることがある。充電率Ｒｃは、例えば、充電率記憶部３０ｆに記憶されている開始充電率Ｒｄから、電流Ｉｂを積算して求めた積算電流Ｑｂを差し引くことで推定することができる。充電率変化量特定部３０ｇは、開始充電率Ｒｄに対する今回の充電率Ｒｃの変化量を充電率変化量Ｒｇとして特定する。充電率記憶部３０ｆは、新たに推定された充電率Ｒｃを記憶する。
【００３５】
記憶数管理部３０ｊは、電圧電流記憶部３０ｄが記憶した電圧Ｖｓと積算電流Ｑｂのペアの数をカウントしてカウント値Ｎｊとして保持する。傾斜率特定部３０ｍは、積算電流Ｑｂに対する電圧Ｖｓの傾斜率Ｓｒを特定する。傾斜率Ｓｒは、例えば、電圧電流記憶部３０ｄに記憶している積算電流Ｑｂと電圧Ｖｓとから最小二乗法により導いた近似直線Ｌｒの傾斜として特定することができる。決定係数特定部３０ｎは、最小二乗法により決定係数Ｅｖを求める。
【００３６】
傾斜率比特定部３０ｐは、判定セル群１２Ａの傾斜率Ｓｒの対照セル群１２Ｂの傾斜率Ｓｒに対する比率である傾斜率比Ｈｓを特定する。対照セル群１２Ｂの設定に特別な制限はないが、実施形態では、一例として、判定セル群１２Ａの隣に配置されたセル群１２としている。傾斜率比記憶部３０ｑは、傾斜率比特定部３０ｐが特定した傾斜率比Ｈｓを記憶する。記憶された傾斜率比を傾斜率比Ｈｂと表記する。傾斜率変化量特定部３０ｒは、傾斜率比Ｈｓの傾斜率比Ｈｂに対する比である傾斜率変化量Ｈｒを特定する。判定出力制御部３０ｓは、判定結果を表示するように判定出力部２８を制御する。
【００３７】
（動作）
次に、このように構成された実施形態に係る電池監視システム１の動作の一例を説明する。図４は、電池監視システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図４は、取得した電流Ｉｄと電圧Ｖｓから特定した傾斜率Ｓｒに基づきヒューズ断線した電池セル１４の有無を判定する処理Ｓ１００を示している。処理Ｓ１００において、ステップＳ１０２〜Ｓ１２４は、電圧と積算電流のペアを取得する処理であり、ステップＳ１２６〜Ｓ１４６は、断線判定を行う処理である。
【００３８】
処理Ｓ１００を開始すると、電圧判定装置３０は、開始充電率Ｒｄを充電率記憶部３０ｆに記憶する（ステップＳ１０２）。充電率を記憶したら、電流取得部３０ｃは、電流測定装置２６から組電池１０の電流Ｉｂの測定結果を取得する（ステップＳ１０４）。電流を取得したら、電流積算部３０ｈは、電流Ｉｂを積算して積算電流Ｑｂを求める（ステップＳ１０６）。積算電流を求めたら、充電率変化量特定部３０ｇは、今回の充電率Ｒｃの開始充電率Ｒｄに対する変化量を充電率変化量Ｒｇとして特定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において、充電率推定部３０ｅは、開始充電率Ｒｄと積算電流Ｑｂとに応じて、その時点の充電率Ｒｃを推定して、充電率変化量特定部３０ｇに提供する。
【００３９】
ステップＳ１０８を実行した電圧判定装置３０は、電流Ｉｂの絶対値が所定の基準値以下か否かを判定する（ステップＳ１１０）。電流Ｉｂの絶対値が基準値以下でない場合（ステップＳ１１０のＮ）、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。内部抵抗の電圧降下による判定精度への影響を小さくするためである。ステップＳ１１０の基準値は、所望の判定精度に応じて設定することができる。
【００４０】
電流Ｉｂの絶対値が基準値以下である場合（ステップＳ１１０のＹ）、電圧判定装置３０は、積算電流Ｑｂが所定の基準値以上か否かを判定する（ステップＳ１１２）。積算電流Ｑｂが基準値以上でない（＝未満である）場合（ステップＳ１１２のＮ）、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。これは、判定精度を確保するに足りる積算電流Ｑｂを流す前には判定を行わないためである。ステップＳ１１２の基準値は、所望の判定精度に応じて設定することができる。
【００４１】
積算電流Ｑｂが基準値以上である場合（ステップＳ１１２のＹ）、電圧取得部３０ｂは、電圧測定装置２０から、各セル群の電圧Ｖｓの測定結果を取得する（ステップＳ１１４）。電圧を取得したら、電圧電流記憶部３０ｄは、電圧Ｖｓと積算電流Ｑｂとをペアにして記憶する（ステップＳ１１６）。電圧と積算電流を記憶したら、記憶数管理部３０ｊは、カウント値Ｎｊを1カウント増やして保持する（ステップＳ１１８）。カウントを増やしたら、電流積算部３０ｈは積算電流Ｑｂをリセットする（ステップＳ１２０）。
【００４２】
積算電流をリセットしたら、電圧判定装置３０は、充電率変化量Ｒｇが所定の基準値以上か否かを判定する（ステップＳ１２２）。充電率変化量Ｒｇが所定の基準値以上でない（＝未満である）場合（ステップＳ１２２のＮ）、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。判定精度を確保するために、充電率変化量Ｒｇが不足する場合は断線判定の処理に移行させないためである。ステップＳ１２２の基準値は、所望の判定精度に応じて設定することができる。判定精度は電池の温度に影響されることが考えられるので、ステップＳ１２２の基準値は、各温度に対応して設定されてもよい。
【００４３】
充電率変化量Ｒｇが基準値以上である場合（ステップＳ１２２のＹ）、電圧判定装置３０は、記憶数管理部３０ｊのカウント値Ｎｊが所定の基準値以上か否かを判定する（ステップＳ１２４）。カウント値Ｎｊが基準値以上でない（＝未満である）場合（ステップＳ１２４のＮ）、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。判定精度を確保するために、カウント値Ｎｊが不足する場合は断線判定の処理に移行に移行しないためである。ステップＳ１２４の基準値は所望の判定精度に応じて設定することができる。
【００４４】
カウント値Ｎｊが基準値以上の場合は断線判定の処理へ進む。カウント値Ｎｊが基準値以上である場合（ステップＳ１２４のＹ）、電圧判定装置３０は、各積算電流Ｑｂを最大値に対するパーセンテージへ変換する（ステップＳ１２６）。この最大値は各積算電流Ｑｂの最大値であってもよい。パーセンテージへ変換したら、傾斜率特定部３０ｍは、各セル群１２について、積算電流Ｑｂに対する電圧Ｖｓの傾斜率Ｓｒを特定する（ステップＳ１２８）。上述したように、傾斜率Ｓｒは、複数のポイントにおける積算電流Ｑｂと電圧Ｖｓのパーセンテージに変換した値とから最小二乗法により導いた近似直線Ｌｒの傾斜と決定係数Ｅｖを特定することができる。傾斜率を特定したら、決定係数特定部３０ｎは、最小二乗法により決定係数Ｅｖを特定する（ステップＳ１３０）。
【００４５】
決定係数Ｅｖを特定したら、電圧判定装置３０は、決定係数Ｅｖが所定の基準値以上か否かを判定する（ステップＳ１３２）。決定係数Ｅｖが基準値以上でない場合（ステップＳ１３２のＮ）、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。傾斜率の算出精度を確保するために、決定係数Ｅｖが小さい場合は断線判定をしないためである。ステップＳ１３２の基準値は所望の判定精度に応じて設定することができる。
【００４６】
決定係数Ｅｖが所定の基準値以上である場合（ステップＳ１３２のＹ）、傾斜率比特定部３０ｐは、傾斜率比Ｈｓを特定する（ステップＳ１３４）。傾斜率比Ｈｓは判定セル群１２Ａの傾斜率Ｓｒを、対照セル群１２Ｂの傾斜率Ｓｒで除することにより特定することができる。上述したように、判定セル群１２Ａの隣に配置されているセル群を対照セル群１２Ｂとしている。なお、判定セル群１２Ａと対照セル群１２Ｂのペアを指定ペアと表記することがある。
【００４７】
傾斜率を特定したら、電圧判定装置３０は、前回特定した傾斜率比Ｈｂがあるか否かを判定する（ステップＳ１３６）。具体的には、電圧判定装置３０は、傾斜率比記憶部３０ｑに前回特定した傾斜率比Ｈｂが記憶されているか否かを判定する。例えば、組電池１０が新品で未走行である場合、傾斜率比は未だ記憶されていない。つまり、組電池１０が新品の場合には、ヒューズ断線がないので、ステップＳ１４０以降の処理を行わない。前回特定した傾斜率比Ｈｂがない場合（ステップＳ１３６のＮ）、電圧判定装置３０は、傾斜率比Ｈｓを傾斜率比記憶部３０ｑに記憶する。記憶した傾斜率比Ｈｓは、次回の処理において前回の傾斜率比Ｈｂとして判断の基準となる。傾斜率比Ｈｂを記憶したら、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。
【００４８】
前回特定した傾斜率比Ｈｂがある場合（ステップＳ１３６のＹ）、傾斜率変化量特定部３０ｒは、傾斜率比Ｈｓの傾斜率比Ｈｂに対する比である傾斜率変化量Ｈｒを特定する（ステップＳ１４０）。傾斜率変化量Ｈｒは、傾斜率比Ｈｓを前回の傾斜率比Ｈｂで除して特定することができる。このステップで電圧判定装置３０は、傾斜率比Ｈｓを傾斜率比記憶部３０ｑに記憶する。記憶した傾斜率比Ｈｓは、次回の処理において前回の傾斜率比Ｈｂとして判断の基準となる。傾斜率変化量を特定したら、電圧判定装置３０は、傾斜率変化量Ｈｒが所定の基準値以上か否かを判定する（ステップＳ１４２）。ステップＳ１４２の基準値は所望の判定精度に応じて設定することができる。
【００４９】
傾斜率変化量Ｈｒが基準値以上でない場合（ステップＳ１４２のＮ）、電圧判定装置３０は、ヒューズ断線なしと判定してステップＳ１４４へ移行する。ステップＳ１４４では、判定出力制御部３０ｓは、判定出力部２８を制御して、ヒューズ断線が発生していないことを表示させる。ステップＳ１４４を実行したら、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。傾斜率変化量Ｈｒが基準値以上である場合（ステップＳ１４２のＹ）、電圧判定装置３０は、ヒューズ断線ありと判定してステップＳ１４６へ移行する。ステップＳ１４６では、判定出力制御部３０ｓは、判定出力部２８を制御して、断線が発生していることを表示させる。ステップＳ１４６を実行したら、電圧判定装置３０は、処理をステップＳ１０２の先頭に戻す。
【００５０】
処理Ｓ１００はステップＳ１０２〜Ｓ１４６までを繰り返して実行することができる。なお、処理Ｓ１００は一例に過ぎず、この処理に他の処理を追加したり、ステップを削除・変更したり、ステップの順序を入れ替えたりしてもよい。
【００５１】
（評価結果）
次に、本発明の実施形態に係る電池監視システム１の評価結果を説明する。図５は、傾斜率比の一例を示す図である。図５において、＃１〜＃９の数値は、各セル群１２を順次判定セル群１２Ａとし、判定セル群１２Ａに隣接するセル群１２を対照セル群１２Ｂとし、判定セル群１２Ａの傾斜率Ｓｒを、対照セル群１２Ｂの傾斜率Ｓｒで除して得た傾斜率比Ｈｓを示している。＃１、＃２、＃７、＃８、＃９のセル群１２では、傾斜率比Ｈｓが略１であり、断線なしで正常と判定することができる。＃４、＃６のセル群１２では、傾斜率比Ｈｓが１より有意に大きくヒューズ断線した電池セルを含み異常であると判定することができる。＃３、＃５のセル群１２は、傾斜率比Ｈｓが１より有意に小さいが、これは傾斜率比Ｈｓを算出する分母の傾斜率Ｓｒが大きいために生じており、正常であると判定することができる。一例として、正常と異常の間の閾値は、＃１、＃２、＃７、＃８、＃９のセル群１２の傾斜率比Ｈｓの最大値より大きく、＃４、＃６のセル群１２の傾斜率比Ｈｓの最小値より小さい中間値に設定してもよい。
【００５２】
図６は、電池監視システム１の評価結果の一例を示す図である。図６は、ヒューズ断線した電池セル１４を１つ含むセル群１２の断線判定の結果を示している。この図で、ΔＳＯＣは充電率変化量Ｒｇを示している。図６の例では、充電率変化量Ｒｇが１０％の場合に２５℃以上で、充電率変化量Ｒｇが２０％の場合に５℃以上で、充電率変化量Ｒｇが５０％の場合に−１５℃以上で、断線判定することができた。
【００５３】
図７は、電池監視システム１の評価結果の一例を示す図である。図７は、ヒューズ断線した電池セル１４を２つ含むセル群１２の断線判定の結果を示している。図７の例では、充電率変化量Ｒｇが１０％の場合に０℃以上で、充電率変化量Ｒｇが２０％の場合に−１５℃以上で、充電率変化量Ｒｇが５０％の場合に−３０℃以上で、断線判定することができた。
【００５４】
以上のように構成された本発明の実施形態に係る電池監視システム１の作用・効果を説明する。
【００５５】
実施形態に係る電池監視システム１は、直列に接続された複数のセル群１２を含む組電池１０と、複数のセル群１２それぞれの電圧を測定する電圧測定装置２０と、組電池１０の電流を測定する電流測定装置２６と、電圧判定装置３０と、を備え、複数のセル群１２それぞれは、ヒューズ１８を備える電池セル１４を複数並列に接続して構成され、電圧判定装置３０は、複数のセル群１２それぞれについて電流の積算値に対する電圧の変化率である傾斜率Ｓｒを特定し、複数のセル群１２のうち判定対象のセル群である判定セル群１２Ａの傾斜率Ｓｒと、複数のセル群１２のうち判定セル群１２Ａとは別のセル群の傾斜率Ｓｒと、に応じて、判定セル群Ａがヒューズ断線した電池セル１４を含んでいるか否かを判定する。この構成によれば、セル群１２それぞれの傾斜率Ｓｒに基づいて、組電池１０がヒューズ断線した電池セル１４を含んでいるか否かを判定することができる。ヒューズ断線した電池セル１４を含むセル群１２は、容量が小さいので電圧の低下が早い。このため、複数のセル群１２それぞれの傾斜率Ｓｒを比較して監視することにより、精度良く断線判定することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００５７】
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
【００５８】
（第１変形例）
実施形態では、対照セル群１２Ｂが判定セル群１２Ａの隣に配置されるセル群１２である例について説明したが、これに限られない。対照セル群１２Ｂは、判定セル群１２Ａから離れた位置に配置されるセル群であってもよい。
【００５９】
上述の変形例によれば、各実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【００６０】
上述した各実施形態同士および各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【符号の説明】
【００６１】
１・・電池監視システム、  １０・・組電池、  １２・・セル群、  １４・・電池セル、  １６・・電池エレメント、  １８・・ヒューズ、  ２０・・電圧測定装置、  ２６・・電流測定装置、  ２８・・判定出力部、  ３０・・電圧判定装置、  ３０ｂ・・電圧取得部、  ３０ｃ・・電流取得部。
【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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