(57)【要約】【課題】利用者に蓄電池の劣化度合を通知することができる蓄電池パックを提供することである。【解決手段】実施形態の蓄電池パックは、蓄電池と、開閉器と、劣化推定部と、制御部とを持つ。開閉器は、前記蓄電池と、外部装置に接続される端子との間に接続され、前記蓄電池が充電される場合に導通状態に制御される。劣化推定部は、前記蓄電池の劣化度合を推定する。制御部は、前記蓄電池の電圧が遮断電圧以上となった場合に前記開閉器を遮断状態にする制御部であって、前記劣化推定部により推定された前記蓄電池の劣化度合が進行するのに応じて、前記遮断電圧を低く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
前記蓄電池と、外部装置に接続される端子との間に接続され、前記蓄電池が充電される場合に導通状態に制御される開閉器と、
前記蓄電池の劣化度合を推定する劣化推定部と、
前記蓄電池の電圧が遮断電圧以上となった場合に前記開閉器を遮断状態にする制御部であって、前記劣化推定部により推定された前記蓄電池の劣化度合が進行するのに応じて、前記遮断電圧を低く設定する制御部と、
を筐体内に収容した蓄電池パック。
【請求項２】
前記制御部は、
前記劣化推定部により前記蓄電池の劣化度合が、第１の劣化度合よりも進行していないと判定された場合、前記遮断電圧を変更せず、
前記劣化推定部により前記蓄電池の劣化度合が、前記第１の劣化度合よりも進行していると判定された場合、前記遮断電圧を変更する、
請求項１記載の蓄電池パック。
【請求項３】
前記制御部は、
前記劣化推定部により前記蓄電池の劣化度合が、前記第１の劣化度合よりも進行していないと判定された場合、前記開閉器を遮断状態にする制御を行わない、
請求項２記載の蓄電池パック。
【請求項４】
前記制御部は、
前記劣化推定部により前記蓄電池の劣化度合が、前記第１の劣化度合よりも進行していると判定された場合、
前記劣化推定部により推定された前記蓄電池の劣化度合が進行するのに応じて、前記遮断電圧を段階的に低く設定する、
請求項２または請求項３記載の蓄電池パック。
【請求項５】
前記制御部は、
前記劣化推定部により推定された前記蓄電池の劣化度合が第２の劣化度合よりも進行していると判定された場合、前記開閉器を遮断状態に維持する、
請求項２から４のうちいずれか１項に記載の蓄電池パック。
【請求項６】
前記蓄電池の状態を示す情報を出力する情報出力部を更に備える、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の蓄電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池の劣化度合を推定する機能を有し、劣化度合が所定度合以上になった場合に、電力の供給を停止する機能を有する蓄電池パックが知られている。また、このような蓄電池パックと外部装置とを含むシステムであって、外部装置が、蓄電池パックと通信することで蓄電池パックから蓄電池の劣化度合を取得し、蓄電池パックからの電力の供給が停止する前にシステムの稼働を停止させるシステムが知られている。従来の技術では、蓄電池の劣化度合が所定度合以上になったときに、突然、蓄電池パックからの電力の供給が停止される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９３９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、利用者に蓄電池の劣化度合を通知することができる蓄電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の蓄電池パックは、蓄電池と、開閉器と、劣化推定部と、制御部とを持つ。開閉器は、前記蓄電池と、外部装置に接続される端子との間に接続され、前記蓄電池が充電される場合に導通状態に制御される。劣化推定部は、前記蓄電池の劣化度合を推定する。制御部は、前記蓄電池の電圧が遮断電圧以上となった場合に前記開閉器を遮断状態にする制御部であって、前記劣化推定部により推定された前記蓄電池の劣化度合が進行するのに応じて、前記遮断電圧を低く設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】蓄電池パック１０を含む蓄電池システム１の機能構成図。
【図２】制御部３０により実行される処理の流れを示すフローチャート。
【図３】遮断電圧について説明するための図。
【図４】第２の実施形態の蓄電池システム１Ａの機能構成を示す図。
【図５】第２の実施形態の蓄電池システム１Ａによって実行される処理を示すシーケンス図。
【図６】インジケータ４０の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の蓄電池パックを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、蓄電池パック１０を含む蓄電池システム１の機能構成図である。蓄電池システム１は、蓄電池パック１０と、充電部５０と、負荷部６０とを備える。蓄電池パック１０は、例えば、蓄電池１２と、電圧検出部１４と、電流検出部１６と、開閉器１８と、ダイオード１９と、正極端子２０と、負極端子２２と、制御部３０とを筐体内１１に収容している。
【０００９】
蓄電池１２は、例えば、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池などの二次電池である。蓄電池１２は、例えば、直列または並列に接続された複数の電池セルを含んでもよいし、直列に接続された複数の電池セルが並列に接続されてもよい。蓄電池１２の一方端は、開閉器１８に接続され、他方端は、負極端子２２に接続されている。
【００１０】
電圧検出部１４は、蓄電池１２の電圧を検出する電圧計である。電圧検出部１４は、検出した電圧値を示す信号を制御部３０に出力する。
【００１１】
電流検出部１６は、蓄電池１２が充電する電流または蓄電池１２から放電される電流を検出する電流計である。電流検出部１６は、検出した電流値を示す信号を制御部３０に出力する。
【００１２】
開閉器１８は、例えば、電力用のリレー回路である。また、開閉器１８は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチであってもよい。開閉器１８の一方端は、上述したように蓄電池１２に接続され、他方端は正極端子２０に接続されている。開閉器１８は、制御部３０の制御によって、導通状態または遮断状態に切替えられる。開閉器１８が導通状態である場合、蓄電池パック１０に接続された装置から供給された電力が蓄電池１２に蓄電される。開閉器１８が遮断状態である場合、蓄電池パック１０に接続された装置と電池パック１０との間は遮断される。
【００１３】
ダイオード１９は、開閉器１８と並列に接続され、且つ一方端が蓄電池１２に接続され、他方端が正極端子２０に接続される。ダイオード１９が、蓄電池１２から供給される電流を正極端子２０側に許容することで、蓄電池１２の電力は負荷部６０に供給される。
【００１４】
正極端子２０および負極端子２２は、例えば、蓄電池１２と蓄電池パック１０に接続された装置とを接続する電力線が着脱可能なコネクタを含む。
【００１５】
充電部５０は、蓄電池１２に電流を供給して蓄電池１２に電力を充電させる回路である。負荷部６０は、蓄電池１２から供給された電力によって動作する電装機器を含む。負荷部６０は、例えば、車両に搭載される補機を含む。
【００１６】
制御部３０は、例えば、劣化推定部３２と、設定制御部３４と、記憶部３６を含む。劣化推定部３２と設定制御部３４とのうち、一方または双方は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてよい。また、劣化推定部３２と設定制御部３４とのうち、一方または双方は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現され、劣化推定部３２と設定制御部３４とのうち、一方または双方の機能を実現するための回路構成を有してもよい。また、劣化推定部３２と設定制御部３４とのうち、一方または双方は、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【００１７】
記憶部３６は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とによって実現される。記憶部３６は、プロセッサが実行するプログラムや、予め実験などにより取得された蓄電池１２の内部抵抗や、充電特性、放電特性等を示す情報が記憶されている。蓄電池１２の充電特性とは、例えば、充電時の蓄電池１２の電圧と、充電容量（ＳＯＣ；State of Charge）との関係であり、蓄電池１２の放電特性とは、例えば、放電時の蓄電池１２の電圧と、放電容量との関係である。また、記憶部３６には、電圧検出部１４の検出結果および電流検出部１６の検出結果が記憶される。
【００１８】
劣化推定部３２は、蓄電池１２の劣化度合を推定する。劣化推定部３２は、例えば、直近の実測された内部抵抗と、予め実験などにより取得され記憶部３６に記憶された蓄電池１２の内部抵抗とを比較し、これらの乖離が大きい場合には劣化度合が進行している傾向として推定し、これらの乖離が小さい場合には劣化度合が進行していない傾向として推定する。
【００１９】
また、劣化推定部３２は、充電特性や放電特性等を用いて、蓄電池１２の劣化度合を推定してもよいし、電流検出部１６の検出結果、蓄電池１２の内部状態を示す情報等に基づいて、蓄電池１２の劣化度合を推定してもよい。
【００２０】
設定制御部３４は、蓄電池１２の電圧が遮断電圧以上となった場合に開閉器１８を遮断状態にする設定制御部であって、劣化推定部３２により推定された蓄電池１２の劣化度合が進行するのに応じて、遮断電圧を低く設定する。
【００２１】
図２は、制御部３０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、蓄電池１２が充電される際に実行される処理である。まず、劣化推定部３２が、蓄電池１２の劣化度合を推定する（ステップＳ１００）。次に、設定制御部３４が、推定された劣化度合が第１劣化度合よりも進行しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。推定された劣化度合が第１劣化度合よりも進行していない場合、本フローチャートの処理は終了する。第１劣化度合よりも進行していない場合は、蓄電池１２は、劣化していないと推定されるためである。
【００２２】
推定された劣化度合が第１劣化度合より進行している場合、設定制御部３４は、ステップＳ１００で推定された劣化度合に応じて、遮断電圧（詳細は後述）を低く設定する（ステップＳ１０４）。
【００２３】
次に、設定制御部３４は、蓄電池１２の電圧（電圧検出部１４の検出結果）がステップＳ１０４で設定された遮断電圧になるまで待機する（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０６で否定的な判定結果が得られた場合、ステップＳ１００の処理に進んでもよい。蓄電池１２の電圧がステップＳ１０４で設定した遮断電圧になると、設定制御部３４は、開閉器１８を遮断状態に制御する（ステップＳ１０８）。これにより本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。
【００２４】
ここで、遮断電圧について説明する。図３は、遮断電圧について説明するための図である。図示する例は、周囲温度２７度において蓄電池１２が劣化していない場合に１Ｃレート（１Ｃ：７１Ａｈ）で充電されたときの充電特性を示している。図中、縦軸は蓄電池１２の電圧を示し、横軸は充電容量（ＳＯＣ）を示している。蓄電池１２の劣化度合が第１劣化度合よりも進行していない場合（蓄電池１２が劣化していない場合）、劣化度合に応じた遮断電圧の設定は行われないため、所定の充電容量（例えば７１［Ａｈ］）に蓄電池１２が充電される。このとき設定制御部３４は、所定の電圧（例えば遮断電圧３０［Ｖ］弱）で開閉器１８を遮断状態に制御してもよい。
【００２５】
これに対して、蓄電池１２の劣化度合が第１劣化度合よりも進行し、且つ第２劣化度合より進行していない場合、遮断電圧は、第１電圧（例えば２８［Ｖ］）に設定される。この場合、蓄電池１２の電圧が第１電圧になると開閉器１８は遮断状態に制御されて充電が停止される。このときの充電容量は、例えば６５［Ａｈ］である。
【００２６】
更に蓄電池１２の劣化が進み、劣化度合が第２劣化度合よりも進行し、且つ第３劣化度合より進行していない場合、遮断電圧は、第２電圧（例えば２６［Ｖ］）に設定される。この場合、蓄電池１２の電圧が第２電圧になると開閉器１８は遮断状態に制御されて充電が停止される。このときの充電容量は、例えば４２［Ａｈ］である。なお、この時点で、充電容量は、所定の電池容量の６割程度であるため、利用者が負荷部６０を動作させた場合に、充電容量が少ないため蓄電池１２の放電能力が低下していること（例えば負荷部６０を利用することができる時間が短いこと）に暗に気が付き、蓄電池１２が劣化していることを認識する可能性がある。
【００２７】
また、更に蓄電池１２の劣化が進み、劣化度合が第３劣化度合よりも進行している場合、遮断電圧は、第３電圧（例えば２２［Ｖ］）に設定される。第３電圧は、充電容量がゼロとなる電圧である。この場合、蓄電池１２の電圧が第３電圧になると開閉器１８は遮断状態に制御されて充電が停止される。このときの充電容量は、例えば０［Ａｈ］である。これにより、利用者は蓄電池１２の劣化を認識することができる。なお、劣化度合が第２劣化度合よりも進行している場合、遮断電圧は、第３電圧に設定されてもよい。
【００２８】
本実施形態の蓄電池システム１は、蓄電池１２の劣化度合に応じて放電能力を低下させることによって、放電を継続させつつ蓄電池１２の劣化が進んでいることを利用者に認識させることができる。これにより、ある日突然、蓄電池１２が利用できないことになるといった不意打ちを利用者が受けることを抑制することができる。
【００２９】
なお、上述した例では、設定制御部３４は、劣化推定部３２により蓄電池１２の劣化度合が第１劣化度合より進行したと判定された場合、劣化度合を３段階に分類して、分類した劣化度合に応じて、遮断電圧を設定するものとしたが、これに限らず、劣化度合を２段階に分類して、または４段階以上に分類して、遮断電圧を設定してもよい。本実施形態では、蓄電池１２の劣化度合に応じて放電能力を低下させるように遮断電圧を低下させ、所定の劣化度合で充電容量がゼロになるように遮断電圧が設定されればよい。
【００３０】
以上説明した第１の実施形態によれば、設定制御部３４が、劣化推定部３２により推定された蓄電池１２の劣化度合に応じて遮断電圧を設定し、蓄電池１２を充電させる場合に、蓄電池１２の電圧が遮断電圧に到達した場合に、開閉器１８を遮断状態に制御することにより、利用者に蓄電池１２の劣化度合を通知することができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、蓄電池１２の劣化度合を放電能力の低下によって、利用者に認識させるものとした。これに対して、第２の実施形態では、蓄電池１２の劣化度合を放電能力の低下によって利用者に認識させると共に、インジケータ４０に表示された情報によって蓄電池１２の劣化度合を認識させる点で、第１の実施形態とは異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
【００３２】
図４は、第２の実施形態の蓄電池システム１Ａの機能構成を示す図である。第２の実施形態の蓄電池システム１Ａは、例えば、車両に搭載される。蓄電池システム１Ａは、蓄電池パック１０に代えて、蓄電池パック１０Ａを備える。蓄電池パック１０Ａは、蓄電池パック１０の機能構成に加え、更にインジケータ４０を備える。インジケータ４０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む。インジケータ４０は、例えば、制御部３０により出力された制御信号に従って、点灯または消灯する。また、インジケータ４０は、画像を表示する表示部であってもよい。この場合、インジケータ４０は、例えば、制御部３０により出力された制御信号に従って画像を表示する。インジゲータ４０は、「情報出力部」の一例である。
【００３３】
また、蓄電池システム１Ａは、制御部３０に代えて制御部３０Ａを備える。制御部３０Ａは、第１の実施形態の制御部３０の機能部に加え、通信インターフェース３８を備える。通信インターフェース３８は、インジケータ４０と通信する。
【００３４】
図５は、第２の実施形態の蓄電池システム１Ａによって実行される処理を示すシーケンス図である。まず、劣化推定部３２が、蓄電池１２の劣化度合を推定する（ステップＳ２００）。次に、設定制御部３４が、推定した蓄電池１２の劣化度合に応じて遮断電圧を設定し、設定した遮断電圧に対応する充電容量を記憶部３６から取得する（ステップＳ２０２）。設定した遮断電圧に対応する充電容量とは、蓄電池１２の電圧が遮断電圧に到達し、開閉器１８が遮断状態になったときに想定される蓄電池１２の充電容量（以下、遮断時充電容量）である。
【００３５】
次に、設定制御部３４は、通信インターフェース３８を用いて、蓄電池１２の劣化度合、実測した充電容量、および遮断時充電容量をインジケータ４０に送信する（ステップＳ２０４）。次に、インジケータ４０は、設定制御部３４により送信された情報を取得し、取得した情報に基づく情報をインジケータ４０に表示させる（ステップＳ２０６）。
【００３６】
図６は、インジケータ４０の一例を示す図である。図示する例では、インジケータ４０は、実測した充電容量（電池容量に対する充電割合）を示す領域ＡＲ１と、蓄電池１２の劣化度合を示す領域ＡＲ２と、電池容量に対する遮断時充電容量の割合（そのときの劣化度合で充電できる割合）とを示す領域ＡＲ３とを含む。例えば、図示する例では、劣化度合が進行していなく、遮断電圧は設定されていないため、電池容量に対する遮断時充電容量の割合は１００％である。例えば、劣化度合が進行していて、図３で説明したように遮断電圧が第２電圧に設定されると、領域ＡＲ３に示す電池容量に対する遮断時充電容量の割合は６０％程度を示す。更に蓄電池１２の劣化が進み、遮断電圧が第３電圧に設定されると、領域ＡＲ３に示す電池容量に対する遮断時充電容量の割合は０％を示す。
【００３７】
このようにインジケータ４０に、蓄電池１２の劣化度合や電池容量に対する遮断時充電容量の割合等が示されるため、利用者は、蓄電池１２の放電能力の低下に加え、更にインジケータ４０に示される情報によって、蓄電池１２の状態を認識することができるため、利用者にとっての利便性をより向上させることができる。
【００３８】
より具体的には、利用者が視認しやすいスペースに蓄電池パック１０を設けるスペースがない場合、例えば、利用者が視認しにくいスペースに蓄電池パック１０が設けられる場合がある。このような場合、利用者は、蓄電池システム１が搭載された装置を利用する度にインジケータ４０を視認しない場合がある。このため、利用者は、蓄電池１２の放電能力の低下によって、蓄電池１２の劣化度合を認識する。利用者が蓄電池１２の劣化度合を認識した場合に、利用者がインジケータ４０を視認することによって、蓄電池１２の劣化度合をより確実に認識することができる。このように、インジケータ４０が設けられることによって、利用者にとっての利便性がより向上する。
【００３９】
以上説明した第２の実施形態によれば、インジケータ４０に蓄電池１２に関する情報が示されることによって、第１の実施形態の効果を奏すると共に、利用者によっての利便性がより向上する。
【００４０】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、蓄電池１２と、蓄電池１２と外部装置（負荷部６０）に接続される正極端子２０との間に接続され、蓄電池１２を充電させる場合に導通状態に制御される開閉器１８と、蓄電池１２の劣化度合を推定する劣化推定部３２と、蓄電池１２の電圧が遮断電圧以上となった場合に開閉器１８を遮断状態にする設定制御部３４であって、劣化推定部３２により推定された蓄電池１２の劣化度合が進行するのに応じて、前記遮断電圧を低く設定する設定制御部３４とを筐体内に収納することにより、利用者に蓄電池の劣化度合を通知することができる。
【００４１】
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ことは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１…蓄電池システム、１０…蓄電池パック、１２…蓄電池、１８…開閉器、２０…正極端子、２２…負極端子、３０…制御部、３２…劣化推定部、３４…設定制御部、３６…記憶部、５０…充電部、６０…負荷部、７０…インジケータ
【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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