(57)【要約】【課題】電池セルにおいてアーク放電の発生を検知することができる接触不良検知装置を提供する。【解決手段】接触不良検知装置は、全体電圧取得部と、個別電圧取得部と、接触不良判定部とを備える。前記全体電圧取得部は、二次電池モジュールの全体の電圧を取得する。前記個別電圧取得部は、前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する。前記接触不良判定部は、前記個別電圧取得部が取得した電圧の総和と前記全体電圧取得部が取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。【選択図】図１
2015109148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池モジュールの全体の電圧を取得する全体電圧取得部と、
前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する個別電圧取得部と、
前記個別電圧取得部が取得した電圧の総和と前記全体電圧取得部が取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する接触不良判定部と
を備える接触不良検知装置。
【請求項２】
前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、前記アーク放電が発生する際に接触不良部分の状態の変化に応じた電圧と、前記全体電圧取得部と前記個別電圧取得部とが取得した電圧に含まれる可能性がある最大誤差電圧とに基づいて決定した異常判定しきい値を超えた場合に前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１に記載の接触不良検知装置。
【請求項３】
前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュールが直列接続された列が並列接続された複数の列の電池セルに流れる電流を検出し、検出した各列の電流を比較し、所定の電流範囲毎の集合に分類し、分類した各集合における列の数が最も多い集合以外の集合の列の電池セルに異常な電流が流れ、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１または請求項２に記載の接触不良検知装置。
【請求項４】
前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュールが直列接続された各列の電圧差と電流を検出し、前記各列の電圧差と電流の時系列波形がアーク放電のパターン波形と一致している場合に前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の接触不良検知装置。
【請求項５】
前記接触不良判定部は、温度センサを用いてアーク放電発生時の熱を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の接触不良検知装置。
【請求項６】
前記接触不良判定部は、照度センサを用いてアーク放電発生時の光を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の接触不良検知装置。
【請求項７】
前記接触不良判定部は、マイクを用いてアーク放電発生時の音を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の接触不良検知装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の接触不良検知装置を備える電池管理システム。
【請求項９】
二次電池モジュールの全体の電圧を取得し、
前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得し、
取得した電圧の総和と取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する接触不良検知方法。
【請求項１０】
接触不良検知装置のコンピュータを、
二次電池モジュールの全体の電圧を取得する全体電圧取得手段と、
前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する個別電圧取得手段と、
前記個別電圧取得手段により取得した電圧の総和と前記全体電圧取得手段により取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する接触不良判定手段
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、接触不良検知装置、電池管理システム、接触不良検知方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池モジュールは、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。二次電池モジュール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、二次電池の異常を検出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４６９６２９１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、二次電池モジュールにおいて、複数の電池セルは互いにバスバーによって接続されていることが多い。二次電池モジュールにおいて電池セルの電極端子とバスバーとの間で接触不良が発生すると、アーク放電や接触抵抗の増加により、二次電池モジュールの出力電圧が低下や発熱などの不具合が生じる。
そのため、電池セルにおいてアーク放電の発生を検知することができ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接触不良検知装置、電池管理システム、接触不良検知方法、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、接触不良検知装置は、全体電圧取得部と、個別電圧取得部と、接触不良判定部とを備える。前記全体電圧取得部は、二次電池モジュールの全体の電圧を取得する。前記個別電圧取得部は、前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する。前記接触不良判定部は、前記個別電圧取得部が取得した電圧の総和と前記全体電圧取得部が取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【０００７】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、前記アーク放電が発生する際に前記接触不良部分の状態の変化に応じた電圧と、前記全体電圧取得部と前記個別電圧取得部とが取得した電圧に含まれる可能性がある最大誤差電圧とに基づいて決定した異常判定しきい値を超えた場合に前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【０００８】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュールが直列接続された列が並列接続された複数の列の電池セルに流れる電流を検出し、検出した各列の電流を比較し、所定の電流範囲毎の集合に分類し、分類した各集合における列の数が最も多い集合以外の集合の列の電池セルに異常な電流が流れ、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【０００９】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュールが直列接続された各列の電圧差と電流を検出し、前記各列の電圧差と電流の時系列波形がアーク放電のパターン波形と一致している場合に前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００１０】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、温度センサを用いてアーク放電発生時の発熱を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００１１】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、照度センサを用いてアーク放電発生時の光を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００１２】
また本発明の別の態様によれば、前記接触不良検知装置が備える前記接触不良判定部は、マイクを用いてアーク放電発生時の音を検出し、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００１３】
また本発明の別の態様によれば、電池管理システムは、前記接触不良検知装置を備える。
【００１４】
また本発明の別の態様によれば、接触不良検知方法は、二次電池モジュールの全体の電圧を取得し、前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得し、取得した電圧の総和と取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００１５】
また本発明の別の態様によれば、プログラムは、接触不良検知装置のコンピュータを、二次電池モジュールの全体の電圧を取得する全体電圧取得手段と、前記二次電池モジュールが備える複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する個別電圧取得手段と、前記個別電圧取得手段により取得した電圧の総和と前記全体電圧取得手段により取得した電圧との差と、前記二次電池モジュールの内部におけるアーク放電の特徴を示す物理量に基づいて決定したしきい値とに基づいて、前記電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する接触不良判定手段として機能させるプログラム。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態による充電制御装置によれば、電池セルにおいてアーク放電の発生を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】アーク放電が発生した際の充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌとの電圧差の変化の一例を示す図である。
【図３】接触する２つの金属の間の接触不良の進行と接触不良点間の電圧の一例を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム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電池管理システム１が備える接触不良検知装置１０が接触不良の検知対象とする二次電池モジュール３０の例を示す図である。
【図６】アーク放電の発生を温度センサであるサーミスタで検出する一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム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電池管理システム１は、接触不良検知装置１０と、出力部２０と、二次電池モジュール３０（３０ａ、３０ｂ、・・・）と、電池制御回路４０と、上位制御装置５０と、充放電装置６０と、負荷７０と、記憶部８０とを備える。
【００１９】
接触不良検知装置１０は、全体電圧取得部１０１と、個別電圧取得部１０２と、接触不良判定部１０３とを備える。
接触不良検知装置１０が備える全体電圧取得部１０１は、二次電池モジュール３０全体の電圧を取得する。全体電圧取得部１０１は、取得した二次電池モジュール３０全体の電圧を接触不良判定部１０３に出力する。
個別電圧取得部１０２は、複数の電池セルのそれぞれの電圧を取得する。個別電圧取得部１０２は、取得した複数の電池セルのそれぞれの電圧を接触不良判定部１０３に出力する。
接触不良判定部１０３は、個別電圧取得部１０２が取得した電圧の総和と全体電圧取得部１０１が取得した電圧との差がアーク放電の特徴を示す所定のしきい値以上である場合に、接続部分の接触不良が生じていると判定する。
【００２０】
出力部２０は、表示部２０１と、スピーカ２０２と、振動部２０３とを備える。
表示部２０１は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて視覚情報を表示する。
スピーカ２０２は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて音情報を出力する。
振動部２０３は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて振動情報を出力する。
【００２１】
二次電池モジュール３０ａは、複数の電池セルの集合体を構成するモジュール電池３０１ａと、各電池セルのセル電圧を計測する電池監視回路３０２ａとを備える。同様に、二次電池モジュール３０ｂは、複数の電池セルの集合体であるモジュール電池３０１ｂと、各電池セルのセル電圧を計測する電池監視回路３０２ｂとを備える。二次電池モジュール３０は、二次電池モジュール３０ａ、３０ｂ、・・・の総称である。
二次電池モジュール３０が備える電池監視回路３０２のぞれぞれは、計測したセル電圧を個別電圧取得部１０２に出力する。
電池制御回路４０は、上位制御装置５０が行う制御に基づいて、二次電池モジュール３０を制御する。
【００２２】
上位制御装置５０は、電池制御回路４０と充放電装置６０を制御する。
充放電装置６０は、上位制御装置５０が行う制御に基づいて、負荷７０や二次電池モジュール３０に対して電力を充放電する。
負荷７０は、電池管理システム１における負荷である。例えば、電池管理システム１がビルディングである場合、負荷７０は、エレベータ、エスカレータ、照明などである。
記憶部８０は、接触不良判定部１０３が接続部分の接触不良を判定する際に必要となるしきい値などの種々のデータを記憶しいている。
【００２３】
次に、第一の実施形態による接触不良検知装置１０が二次電池モジュール３０の異常を検知する際の誤検知の防止について説明する。
ここでは、電池管理システム１は８００ボルトの電圧を出力するシステムであるものとする。また、二次電池モジュール３０における電池セルの数は２５０であるものとする。ただし、電池管理システム１は８００ボルトに限定するものではない。また電池セルの数は２５０に限定するものではない。
【００２４】
第一の実施形態による電池管理システム１における充放電装置６０は、充放電装置６０の直流端電圧であるＶｐａｃｋを計測する。充放電装置６０がＶｐａｃｋを計測する計測精度は、±２ボルト程度であるであるものとする。
また、電池監視回路３０２は、モジュール電池３０１における各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌを計測する。電池監視回路３０２がＶｃｅｌｌを計測する計測精度は、±４ミリボルト程度であるものとする。この場合、充放電装置６０と電池監視回路３０２の計測結果に含まれる最大誤差は、２ボルト＋４ミリボルト×２５０（電池セルの数）＝３ボルトである。ここでは、計測における誤差に５０パーセント程度のマージンをみて４．５ボルトの誤差が生じるものとする。
【００２５】
接触不良検知装置１０が判定に用いる異常判定しきい値は、計測した充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌの合計に含まれる最大誤差の４．５ボルトで誤検知しないようにするために、４．５ボルトよりも高く設定しなければならない。また、接触不良検知装置１０が判定に用いる異常判定しきい値は、計測した充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌに含まれる下限側の最大誤差の−４．５ボルトからアーク放電が発生したときの電圧よりも低く設定しなければならない。
【００２６】
図２は、アーク放電が発生した際の充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌとの電圧差の変化の一例を示す図である。
図２で示すように、電池セルの電極端子とバスバーとの間に緩みが生じ、アーク放電が発生する。すると、充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌとの電圧差がおよそ０ボルトから２４ボルトへ変化する。なお、ここで示す数値例は一例に過ぎず、これらの値に限定するものではない。
図３は、接触する２つの金属の間の接触不良の進行と接触不良点間の電圧の一例を示す図である。
次に、図３を用いて、接触不良検知装置１０の備える接触不良判定部１０３が二次電池モジュール３０で発生したアーク放電を検知するためのしきい値の設定について説明する。
【００２７】
図３において左側に示すように接触不良初期の静接触時には、２つの金属の間の接点が多数あり接触面積が広く、接触抵抗は比較的低い（状態Ｉ）。次に、開離が開始し、接触点が減少し接触抵抗が高くなる（状態ＩＩ）。この状態でも流れる電流は同様であるため、電流集中が生じ開離が進行する（状態ＩＩＩ）。この状態では接点は金属相であり、接点に発生する電圧はおよそ１２ボルトである。そして、開離の進行が継続すると、アーク放電が発生する（状態ＩＶ）。このアーク放電の発生により接点が金属相からガス相となる。この実験例では、図３において右側に示すように、アーク放電が発生した場合、接点に発生する電圧はおよそ２４ボルトである。つまり、電池セルの電極端子とバスバーとの間でアーク放電が発生すると、電池セルの電極端子とバスバーとの間の電圧が０ボルトから２４ボルトに変化する。このように、時間の経過に伴って、状態Ｉから状態ＩＶへと状態が変化する。
【００２８】
従って、接触不良検知装置１０は、例えば、上述の図２で示した電圧１５ボルトを異常判定しきい値に設定する。接触不良検知装置１０が判定に用いる異常判定しきい値１５ボルトは、計測した充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌに含まれる最大誤差の４．５ボルトで誤検知しないようにするための、４．５ボルトよりも高くなければならないという条件を満足している。また、接触不良検知装置１０が判定に用いる異常判定しきい値１５ボルトは、計測した充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋと各電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌに含まれる最大誤差の−４．５ボルトからアーク放電が発生したときの電圧（２４ボルト−４．５ボルト）よりも低くなければならないという条件を満足している。ことで、アーク放電の発生を検知することができる。
【００２９】
なお、図２と図３とで示したしきい値の設定を一般化して表すと、第一の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１は、（Ｖｐａｃｋ−（Ｖｃｅｌｌの合計））の絶対値が、計測における誤差以上に設定した異常判定のためのしきい値（以下、異常判定しきい値）よりも大きいと判定した場合、何らかの異常が発生していると判断する。そして、電池管理システム１は、電池セルにおける異常の報知や、二次電池モジュール３０及び二次電池モジュール３０の周辺装置の保護動作などの処置を行う。
【００３０】
図４は、本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム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電池管理システム１の処理フローについて説明する。
図４で示す第一の実施形態による電池管理システム１が行う処理は、図１で示した電池管理システム１の接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３が（Ｖｐａｃｋ−（Ｖｃｅｌｌの合計））の絶対値が異常判定しきい値よりも大きいと判定した場合にアラームを出力する処理である。
【００３１】
まず、接触不良検知装置１０が備える全体電圧取得部１０１は、充放電装置６０から、充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋの計測値を取得する（ステップＳ１）。そして、全体電圧取得部１０１は、取得した充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋの計測値を接触不良判定部１０３に出力する。
また、個別電圧取得部１０２は、モジュール電池３０１における各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌの計測値を取得する（ステップＳ２）。そして、個別電圧取得部１０２は、取得したモジュール電池３０１における各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌの計測値を接触不良判定部１０３に出力する。
【００３２】
接触不良判定部１０３は、全体電圧取得部１０１から充放電装置６０の直流端電圧Ｖｐａｃｋの計測値を入力する。また、接触不良判定部１０３は、個別電圧取得部１０２からモジュール電池３０１における各セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌの計測値を入力する。
そして、接触不良判定部１０３は、（Ｖｐａｃｋ−（Ｖｃｅｌｌの合計））の絶対値が異常判定しきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。
（Ｖｐａｃｋ−（Ｖｃｅｌｌの合計））の絶対値が異常判定しきい値よりも小さいまたは同一であると接触不良判定部１０３が判定した場合（ステップＳ３、ＮＯ）、接触不良判定部１０３は、異常が発生しないと判定し、ステップＳ１の処理に戻る。
また、（Ｖｐａｃｋ−（Ｖｃｅｌｌの合計））の絶対値が異常判定しきい値よりも大きいと接触不良判定部１０３が判定した場合（ステップＳ３、ＹＥＳ）、接触不良判定部１０３は、異常が発生していると判定し、アラーム信号を出力部２０へ出力すると共に、充放電装置６０や二次電池モジュール３０の動作を停止させるための保護動作信号を上位制御装置５０へ出力する（ステップＳ４）。
【００３３】
出力部２０は、接触不良判定部１０３からアラーム信号を入力すると、出力部２０が備える表示部２０１、スピーカ２０２、振動部２０３のそれぞれは、アラーム信号に応じたアラームを出力する（ステップＳ５）。
表示部２０１は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて視覚情報を表示する。表示部２０１は、例えば液晶パネルであり、“異常な電圧を検知しました”と文字を表示する。
【００３４】
スピーカ２０２は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて音情報を出力する。スピーカ２０２は、例えば “異常な電圧を検知しました”と人工的に作り出した合成音声を出力する。
振動部２０３は、接触不良判定部１０３から入力するアラーム信号に基づいて振動情報を出力する。振動部２０３は、バイブレータを備え、振動する。
なお、出力部２０が出力するアラームは、何れか１つであってもよいし、何れかを組み合わせた複数であってもよい。
また、上位制御装置５０は、接触不良判定部１０３から保護動作信号を入力すると、充放電装置６０や二次電池モジュール３０などの周辺装置の動作を停止される制御を行う（ステップＳ６）。
【００３５】
以上、本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０、及び接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１について説明した。
本発明の実施形態による接触不良検知装置１０は、全体電圧取得部１０１と、個別電圧取得部１０２と、接触不良判定部１０３とを備える。接触不良判定部１０３は、アーク放電の特徴を示す物理量として、アーク放電が発生する際に接触不良部分の状態の変化に応じた電圧と、全体電圧取得部１０１と個別電圧取得部１０２とが取得した電圧に含まれる可能性がある最大誤差電圧と、に基づいて決定した異常判定しきい値を超えた場合、電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
このようにすれば、電池セルにおいてアーク放電の発生を検知することができる。
【００３６】
＜第二の実施形態＞
図５は、本発明の第二の実施形態による電池管理システム１が備える接触不良検知装置１０が接触不良の検知対象とする二次電池モジュール３０の例を示す図である。
次に、図５を用いて、第二の実施形態による接触不良判定部１０３が電池管理システム１における二次電池モジュール３０のアーク放電の発生の検出について説明する。
【００３７】
第二の実施形態による電池管理システム１は、第一の実施形態による二次電池モジュール３０の代わりに、図５で示すような、複数の二次電池モジュールが直列接続された各列を並列に接続した二次電池モジュール３０を備える。
接触不良検知装置１０は、第二の実施形態による二次電池モジュール３０に対して、列毎に第一の実施形態による接触不良検知装置１０と同様の判定を行うことで、アーク放電の発生を検知することができる。
【００３８】
また、第二の実施形態による二次電池モジュール３０における各列の電池セルには、ほぼ同一の電流が流れる。ただし、アーク放電が列の電池セルにおいて発生すると、そのアーク放電が発生した列の電池セルに流れる電流は大きく変化する。
そのため、例えば、接触不良検知装置１０は、第二の実施形態による二次電池モジュール３０における全列の平均電流と各列の平均電流とを比較し、所定の電流範囲毎の集合に分類する（ステップＳ３０１）。例えば、二次電池モジュール３０において、列１から列５までの５つの列が存在しているものとする。そして、各列の平均電流が、列１：３０１アンペア、列２：２９５アンペア、列３：３０２アンペア、列４：３０５アンペア、列５：２９７アンペアである場合、全体の平均値は３００アンペアである。そして、平均値から所定の電流範囲として５アンペア毎の集合に分類する場合、接触不良検知装置１０は、集合Ａ（２９５アンペア〜３００アンペア）：列２と列５、集合Ｂ（３００アンペア〜３０５アンペア）：列１、列３、列４となる。
【００３９】
接触不良検知装置１０は、各集合における列の数が最も多い集合が正常な電流が流れている列の集合であると判定する（ステップＳ３０２）。上述の列１から列５までの５つの列が存在する例では、接触不良検知装置１０は、集合Ａにおける列の数が２であり、集合Ｂにおける列の数が３であるため、正常な電流が流れている集合は集合Ｂであると判定する。
この場合、ステップＳ３０１とステップＳ３０２の処理が、第一の実施形態による接触不良検知装置１０が行うステップＳ３の処理に続けて行われることになる。
このようにすれば、接触不良検知装置１０は、アーク放電の発生が発生した列を特定することができる。なお、この場合、上位制御装置５０は、接触不良判定部１０３から保護動作信号を入力し、アーク放電の発生を示す列を開放するように電池制御回路４０を制御してもよい。
【００４０】
また、接触不良検知装置１０は、第二の実施形態による二次電池モジュール３０における各列の電圧差と電流の時系列波形がアーク放電のパターンと一致しているかを判定して、アーク放電の発生を示す列を特定してもよい。例えば、各列の電圧差の時系列波形は、図２のような波形である。接触不良検知装置１０は、図２のような各列の電圧差と電流の時系列波形を計測し、予め実験などで取得したアーク放電のパターンと比較すればよい。
【００４１】
以上、本発明の第一の実施形態による接触不良検知装置１０、及び接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１について説明した。
本発明の実施形態による接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３は、アーク放電の特徴を示す物理量であるアーク放電が発生する際に接触不良部分の状態の変化に応じた電圧と、全体電圧取得部１０１と個別電圧取得部１０２とが取得した電圧に含まれる可能性がある最大誤差電圧と、に基づいて決定した異常判定しきい値を超えた場合、電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００４２】
また、本発明の実施形態による接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュール３０が直列接続された列が並列接続された複数の列の電池セルに流れる電流を検出し、検出した各列の電流を比較し、所定の電流範囲毎の集合に分類し、分類した各集合における列の数が最も多い集合以外の集合の列の電池セルに異常な電流が流れ、電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
【００４３】
また、本発明の実施形態による接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３は、アーク放電の特徴を示す物理量として、複数の二次電池モジュール３０が直列接続された各列の電圧差と電流を検出し、各列の電圧差と電流の時系列波形がアーク放電のパターン波形と一致している場合に電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。
このようにすれば、複数の二次電池モジュール３０が直列接続された各列の電池セルにおいてアーク放電の発生を検知することができる。
【００４４】
＜第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態による接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１は、第一の実施形態の電池管理システム１に温度センサを追加した構成である。接触不良検知装置１０は、低い電圧差、例えば５ボルトの電圧差を生じるアーク放電をサーミスタなどの温度センサを利用して検出する。
アーク電圧が９ボルト程度である場合、第一の実施形態で示したプラスマイナス最大計測誤差４．５ボルト＝９ボルトの差に埋もれ、接触不良検知装置１０がアーク電圧を検知しない可能性がある。
また、接触不良検知装置１０が温度センサを用いてアーク放電の発生を検出する場合、温度検出が遅れ、電池内部のセパレータが融解し、電池が熱暴走する可能性がある。
そのため、接触不良検知装置１０は、第一の実施形態で示した異常電圧しきい値を用いた検出に加え、温度センサによる検出を並行して行い、アーク電圧の低い領域では温度センサによる検出、アーク電圧の高い領域では温度による検出を行う。
【００４５】
次に温度センサを用いた接触不良検知装置１０の処理について説明する。
第三の実施形態による二次電池モジュール３０における電池セルの電極端子とバスバーとの間で低い電圧差を生じるアーク放電が発生したとする。この場合、接触不良点での接触抵抗の上昇により、熱が発生する。
【００４６】
温度センサは、この熱を検出する。接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３は、アーク放電が派生しセパレータの融解が生じるまでの時間や、現在の温度からしきい値として設定した温度に変化するまでの時間に比べて十分に短い時間間隔で、温度センサが示す温度の情報を取得する（ステップＳ３０３）。そして、接触不良判定部１０３は、取得した温度情報と予め設定した温度しきい値とを比較し、取得した温度情報が温度しきい値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。そして、接触不良判定部１０３は、取得した温度情報が予め設定した温度しきい値を超えたと判定した場合、電池保護のための信号を上位制御装置５０へ出力する（ステップＳ３０５）。
この場合、ステップＳ３０３からステップＳ３０５の処理が、第一の実施形態による接触不良検知装置１０が行うステップＳ３の処理と並行して続けて行われることになる。
【００４７】
図６は、アーク放電の発生を温度センサであるサーミスタで検出する一例を示す図である。
次に、図６を用いて、第三の実施形態による接触不良判定部１０３が電池管理システム１において低い電圧差を生じるアーク放電を温度センサであるサーミスタを利用して検出する例について説明する。
図６におけるグラフ中の枠内に示すように、接触不良検知装置１０がサーミスタを用いてアーク放電の発生を検出する場合、サーミスタの設置位置の温度と被測定物である端子の温度とが異なるため、サーミスタの設置位置での温度と被測定物の位置での温度との相対温度差を考慮し、さらにサーミスタの温度検出時間に伴う遅延時間とを考慮して検出しきい値を決定する必要がある。
【００４８】
図６で示す例では、被測定物は負極電極であり、この負極電極が１４０度に達するとセパレータの融解が開始し、熱暴走を発生する可能性がある。
そのため、セパレータの融解開始までに温度上昇を抑える対策が必要である。この電池管理システム１では、負極電極が１００度になると電池切り離されるなどの保護動作が行われる。つまり、セパレータの融解タイミングの１．８秒前にアーク放電を検知し、保護動作を行う必要がある。従って、図６で示すこの例では、サーミスタの設置位置での温度検出しきい値を６０度（負極電極は約４２度）に設定し、アーク放電発生後、約０．９秒でアーク放電を検出できるようにしている。
なお、温度センサを用いてアーク放電発生による温度上昇を検出するしきい値は、温度センサの配置位置、被測定物の形状、周囲温度などのさまざまな条件に対して実験やシミュレーションを行い決定する必要があると思われる。
【００４９】
以上、本発明の第三の実施形態による接触不良検知装置１０、及び接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１について説明した。
本発明の実施形態による接触不良検知装置１０が備える接触不良判定部１０３は、アーク放電の特徴を示す物理量であるアーク放電が発生する際に接触不良部分の状態の変化に応じた電圧と、全体電圧取得部１０１と個別電圧取得部１０２とが取得した電圧に含まれる可能性がある最大誤差電圧と、に基づいて決定した異常判定しきい値を超えた場合、電池セルの接続部分に接触不良が生じていると判定する。また、接触不良判定部１０３は、並行して温度センサによる異常検出を行う。
このようにすれば、電池セルにおいて低い電圧のアーク放電と高い電圧のアーク放電の発生を検知することができる。
【００５０】
以上本発明の実施形態による接触不良検知装置１０、及び接触不良検知装置１０を備える電池管理システム１について説明した。本発明の実施形態による接触不良検知装置１０の接触不良判定部１０３は、例えば、マイクを備え、アーク放電発生時の音を検出し、アーク放電が発生したと判定してもよい。また、本発明の実施形態による接触不良検知装置１０の接触不良判定部１０３は、照度センサを備え、アーク放電発生時の光を検出し、アーク放電が発生したと判定してもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
なお本発明の実施形態について説明したが、上述の接触不良検知装置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。
【００５３】
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。
【００５４】
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】
【００５５】
１・・・電池管理システム
１０・・・接触不良検知装置
２０・・・出力部
３０、３０ａ、３０ｂ・・・電池モジュール
４０・・・電池制御回路
５０・・・上位制御装置
６０・・・充放電装置
７０・・・負荷
８０・・・記憶部
１０１・・・全体電圧取得部
１０２・・・個別電圧取得部
１０３・・・接触不良判定部
２０１・・・表示部
２０２・・・スピーカ
２０３・・・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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