(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるバッテリ装置であって、
車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、
前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至る、もしくは至ったと判断した場合に、前記電流遮断装置に対して遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、
所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断し、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理とを実行するバッテリ装置。
【請求項２】
前記二次電池の不正使用は、鉛蓄電池を搭載する車両に搭載されて使用されたことである、請求項１に記載のバッテリ装置。
【請求項３】
前記二次電池から前記車両負荷に向けて電流を流すダイオードを有し、前記電流遮断装置に並列して接続される放電回路を備える請求項１又は請求項２に記載のバッテリ装置。
【請求項４】
前記放電回路は、前記ダイオードに直列して接続される補助電流遮断装置を有しており、
前記制御部は、所定時間内に前記切替指示処理の回数が所定値を超えることで前記二次電池が不正使用であると判断し、かつ、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記遮断維持処理と、前記補助電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する補助側遮断維持処理との双方の処理を実行する請求項３に記載のバッテリ装置。
【請求項５】
車両に搭載されるバッテリ装置であって、
車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、
前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池から前記車両負荷に向けて電流を流すダイオードを有し、前記電流遮断装置に並列して接続される放電回路と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至る、もしくは至ったと判断した場合に、前記電流遮断装置に対して遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、
所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断し、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理とを実行し、
前記放電回路は、前記ダイオードに直列して接続される補助電流遮断装置を有しており、
前記制御部は、前記切替指示処理の回数が所定値を超えることで前記二次電池が不正使用であると判断した際に、前記遮断維持処理を行い、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記補助電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する補助側遮断維持処理を行うバッテリ装置。
【請求項６】
前記車両負荷と前記二次電池との間の電流を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流が所定期間継続して所定値よりも小さくなったと判断した場合に前記車両が駐車状態に至ったと判断する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記車両に設けられた車両側電子制御装置と通信可能とされ、前記車両側電子制御装置との通信の有無により、前記車両が駐車状態に至ったと判断する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
【請求項８】
前記制御部は、外部機器と接続可能とされ、接続された前記外部機器からの通信により、前記電流遮断装置および前記補助電流遮断装置における遮断状態の維持を解除する請求項４又は請求項５に記載のバッテリ装置。
【請求項９】
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のバッテリ装置。
【請求項１０】
車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、
前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間の電流を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部とを備えた二次電池の不正使用判断方法であって、
前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至ると判断した場合に、前記電流遮断装置を遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、
所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断し、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理とを含む二次電池の不正使用判断方法。
【請求項１１】
車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、
前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間の電流を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池から前記車両負荷に向けて電流を流すダイオードを有し、前記電流遮断装置に並列して接続される放電回路であって、前記ダイオードに直列して接続される補助電流遮断装置を有している放電回路と、
を備えた二次電池の不正使用判断方法であって、
前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至ると判断した場合に、前記電流遮断装置を遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、
所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断した際に、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理と、
前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記補助電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する補助側遮断維持処理とを含む二次電池の不正使用判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書によって開示される技術は、バッテリ装置および二次電池の不正使用判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のエンジン始動用の蓄電システムとして、特開２０１４−２２５９４２号公報が知られている。この蓄電池システムは、鉛蓄電池に替えて、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など鉛電池に比べて充電電圧の低い二次電池を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２５９４２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、この種の蓄電池システムは、鉛蓄電池と制御方法が異なっているものの、車両に搭載されるため、外形および通信コネクタなどの形状は、鉛蓄電池と同様の形状とされている。このため、鉛蓄電池を搭載する鉛蓄電池用の車両に、例えば、鉛電池に比べて充電電圧の低い二次電池が誤って搭載され、その二次電池に対して鉛蓄電池と同様の充電が行われた場合、二次電池が過充電となってしまい、不具合が生じてしまう。
【０００５】
本明細書では、二次電池に不具合が生じることを防ぐ技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書によって開示される技術は、車両に搭載されるバッテリ装置であって、
車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至る、もしくは至ったと判断した場合に、前記電流遮断装置に対して遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断し、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理とを実行する構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書によって開示される技術によれば、車両に搭載されるバッテリ装置の二次電池に不具合が生じることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る車両の一部切欠断面図
【図２】バッテリ装置の斜視図
【図３】バッテリ装置の分解斜視図
【図４】バッテリ装置のブロック図
【図５】電流遮断回路を示す図
【図６】電池保護処理のフローチャート図
【図７】使用禁止処理のフローチャート図
【図８】電流遮断回路の変形例を示す図
【図９】バッテリ装置にメンテナンスツールを接続した状態を示す図
【図１０】実施形態２に係る使用禁止処理のフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本実施形態の概要）
初めに、本実施形態にて開示するバッテリ装置および二次電池の不正使用判断方法の概要について説明する。
【００１０】
本実施形態のバッテリ装置は、車両に搭載されるバッテリ装置であって、車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至る、もしくは至ったと判断した場合に、前記電流遮断装置に対して遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断し、前記電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する遮断維持処理とを実行する構成とした。
【００１１】
また、本実施形態の二次電池の不正使用判断方法は、車両に搭載された車両負荷および車両発電機に接続された二次電池と、前記二次電池と前記車両負荷および前記車両発電機との間の電流を通電状態および遮断状態に切り替える電流遮断装置と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部とを備えた二次電池の不正使用判断方法であって、前記電圧検出部において検出される電圧により、前記二次電池が過充電状態に至ると判断した場合に、前記電流遮断装置を遮断状態に切り替える遮断切替指示を行う切替指示処理と、所定時間内において、前記切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、前記二次電池の不正使用であると判断する判断処理とを含む構成とした。
【００１２】
このような構成によると、所定時間内において、切替指示処理の回数が、所定値を超えた場合には、二次電池が不正使用されていると判断し、二次電池の使用が禁止される。これにより、二次電池に不具合が生じることを防ぐことができる。
【００１３】
本明細書によって開示されるバッテリ装置は、以下の構成としてもよい。
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記二次電池から前記車両負荷に向けて電流を流すダイオードを有し、前記電流遮断装置に並列して接続される放電回路を備える構成としてもよい。
このような構成によると、電流遮断装置が遮断状態となった場合、放電回路を通して二次電池から車両負荷に対して放電のみ継続することができるから、二次電池が過充電状態になることを防ぎつつ、車両負荷を継続して稼働させることができる。
【００１４】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記放電回路は、前記ダイオードに直列して接続される補助電流遮断装置を有しており、前記制御部は、所定時間内に前記切替指示処理の回数が所定値を超えることで前記二次電池が不正使用であると判断し、かつ、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記遮断維持処理と、前記補助電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する補助側遮断維持処理との双方の処理を実行する構成としてもよい。
【００１５】
例えば、二次電池が不正使用であると判断した際に、電流遮断装置においてのみ遮断状態を維持すると、次回のエンジン始動の際に、エンジン始動用のスタータモータによってクランキングが行われることによりダイオードに大電流が流れ、ダイオードが発熱して破損してしまう嫌いがある。
しかしながら、このような構成によると、二次電池が不正使用であると判断し、かつ車両が駐車状態に至った際に、電流遮断装置と補助電流遮断装置の双方を遮断状態に維持して車両負荷と二次電池との間の電流を完全に遮断し、二次電池の使用を禁止するから、それ以降ダイオードに大電流が流れること防ぎつつ、二次電池に不具合が生じることを防ぐことができる。
【００１６】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記放電回路は、前記ダイオードに直列して接続される補助電流遮断装置を有しており、前記制御部は、所定時間内に前記切替指示処理の回数が所定値を超えることで前記二次電池が不正使用であると判断した際に、前記遮断維持処理を行い、前記車両が駐車状態に至ったと判断した際に、前記補助電流遮断装置に対して遮断状態を維持するように指示する補助側遮断維持処理を行う構成とした。
【００１７】
このような構成によると、不正使用であると判断した際に、まず電流遮断部を遮断状態に切り替えて二次電池が過充電となることを防ぎ、車両が駐車した状態であると判断した後に、車両負荷と二次電池との間の電流を完全に遮断して二次電池の使用を禁止するといった段階的な電流遮断によって、車両の安全性を確保しつつ、二次電池を保護することができる。
【００１８】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記車両負荷と前記二次電池との間の電流を検出する電流検出部を備え、前記制御部は、前記電流検出部により検出された電流が所定期間継続して所定値よりも小さくなったと判断した場合に前記車両が駐車状態に至ったと判断する構成とした。
このような構成によると、電流検出部によって検出された電流により、車両が駐車状態に至ったと判断して補助電流遮断装置を遮断状態にできる。
【００１９】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記制御部は、前記車両に設けられた車両側電子制御装置と通信可能とされ、前記車両側電子制御装置との通信の有無により、前記車両が駐車状態に至ったと判断する構成とした。
このような構成によると、例えば、車両側電子制御装置との通信が停止して所定時間、通信が無くなることにより、車両が駐車状態に至ったと判断して補助電流遮断装置を遮断状態にできる。
【００２０】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記制御部は、外部機器と接続可能とされ、接続された前記外部機器からの通信により、前記電流遮断装置および前記補助電流遮断装置における遮断状態の維持を解除する構成としてもよい。
このような構成によると、不正使用により使用禁止となったバッテリ装置を車両から取り外し、外部機器により、使用禁止状態を解除することができ、バッテリを再利用することができる。
【００２１】
本明細書により開示されるバッテリ装置の一実施態様として、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池である構成とした。
一般に、鉛蓄電池を搭載する車両の鉛蓄電池に対する充電電圧の範囲は、リチウムイオン電池の充電電圧に比べて高くなっているため、リチウムイオン電池に対して鉛蓄電池と同様の充電が行われた場合、過充電となってしまう。ところが、上記のような構成によると、二次電池が不正使用と判断されたことで二次電池の使用が禁止されるから、鉛蓄電池用の車両に誤ってリチウムイオン二次電池が搭載された場合に非常に有効である。
【００２２】
＜実施形態１＞
本明細書で開示される技術を自動車などの車両１０に適用した実施形態１について図１から図８を参照しつつ説明する。
本実施形態の車両１０は、図１に示すように、エンジンルーム１１に設置されるエンジン始動用のスタータモータや電装品などの車両負荷１２と、車両負荷１２に接続されたバッテリ装置２０と、車両負荷１２およびバッテリ装置２０に接続されるオルターネータなどの車両発電機１４と、車両負荷１２の動作を制御する車両側電子制御装置（以下、「車両ＥＣＵ」という）１３などを備えて構成されている。
【００２３】
車両負荷１２は、バッテリ装置２０および車両発電機１４から電力供給されることで動作するようになっており、車両発電機１４からの電力供給量が少ない場合にバッテリ装置２０から電力供給を受けることで動作する。
車両発電機１４は、車両１０のエンジンの駆動に伴って回転することで発電し、車両負荷１２およびバッテリ装置２０に電力供給を行う。
【００２４】
車両ＥＣＵ１３は、図１および図４に示すように、車両負荷１２、車両発電機１４、バッテリ装置２０などと通信線Ｗによって通信可能に接続されており、車両１０の状態やバッテリ装置２０の状態などに基づいてエンジンや車両負荷１２の動作制御を行う。なお、図１では、図を分かりやすくするために、通信線Ｗを一部省略している。
【００２５】
バッテリ装置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、図３および図４に示すように、直列接続される複数の二次電池３０と、これら二次電池３０を管理する電池管理装置（以下、「ＢＭＵ」という）５０と、二次電池３０に流れる電流を検出する電流センサ４０と、電流遮断回路８０などが収容されている。
【００２６】
なお、図３では、電池ケース２１の構成を分かりやすくするために、電流センサ４０および電流遮断回路８０を図示省略すると共に内部構造を図示簡略化している。また、以下の説明において、図２および図３を参照する場合、電池ケース２１が設置面に対して傾きなく水平に置かれた時の電池ケース２１の上下方向をＹ方向とし、電池ケース２１の長辺方向に沿う方向をＸ方向とし、電池ケース２１の奥行き方向をＺ方向をとして説明する。
【００２７】
電池ケース２１は、合成樹脂製であって、電池ケース２１の上面壁２１Ａは、図２および図３に示すように、平面視略矩形状をなし、Ｙ方向に高低差を付けた形状とされている。上面壁２１Ａにおいて低い部分の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２２が上面壁２１Ａに埋設された状態で設けられている。一対の端子部２２は、例えば、鉛合金等の金属からなり、一対の端子部２２のうち、一方が正極側端子部２２Ｐとされ、他方が負極側端子部２２Ｎとされている。
【００２８】
また、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３０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、中蓋２５の上部に装着される上蓋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、複数の二次電池３０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。
【００２９】
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３０の上部に配置されることで、複数の二次電池３０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。
中蓋２５は、図３に示すように、ＢＭＵ５０が内部に収容可能とされており、中蓋２５がケース本体２３に装着されることで、二次電池３０とＢＭＵ５０とが接続されるようになっている。
【００３０】
二次電池３０は、例えばグラファイト系材料の負極活物質と、ＬｉＦｅＰＯ４などのリン酸鉄系の正極活物質を使用したリチウムイオン電池であって、直列に接続された複数の二次電池３０は、図４に示すように、二次電池３０に対して電流センサ４０が負極側、電流遮断回路８０が正極側となるように、電流センサ４０および電流遮断回路８０と直列に接続されている。そして、直列に接続された複数の二次電池３０は、電流センサ４０が、負極側端子部２２Ｎ、電流遮断回路８０が、正極側端子部２２Ｐにそれぞれ接続されることで、電流センサ４０および電流遮断回路８０を介して一対の端子部２２に接続されている。
【００３１】
ＢＭＵ５０は、図４に示すように、二次電池３０から電力供給可能に接続されており、制御部６０と、電圧検出回路（「電圧検出部」の一例）７０とを備えて構成されている。
電圧検出回路７０は、電圧検知線を介して電流遮断回路８０の両端および各二次電池３０の両端にそれぞれ接続されており、制御部６０からの指示に応答して、各二次電池３０の個別電圧Ｖ１および直列に接続された複数の二次電池３０における総電圧Ｖ２などを検出する。
【００３２】
制御部６０は、中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）６１と、メモリ６３と、通信部６５と、電流検出部６７とを有しており、電流検出部６７は、電流センサ４０を介して二次電池３０に流れる電流を検出する。
【００３３】
メモリ６３には、ＢＭＵ５０の動作を制御するための制御プログラム、二次電池３０を監視する保護処理プログラム、二次電池３０の使用を禁止するための不正使用判断プログラムなど各種のプログラムや各種プログラムの実行に必要なデータ、例えば、二次電池３０の個別および総過放電電圧閾値、二次電池３０の個別および総過充電電圧閾値、電流遮断装置８１において所定時間あたりに遮断切替指示を送信する切替指示処理の回数の最大値（以下、「切替最大値」という）、車両１０の消費電流下限値などが記憶されている。また、メモリ６３には、制御部６０や電圧検出回路７０によって検出された電圧や電流が記憶されるようになっている。
【００３４】
通信部６５は、車両ＥＣＵ１３とコネクタ６５Ａを介して接続されており、例えば、ＬＩＮ通信などにより通信可能とされている。具体的には、通信部６５は、車両ＥＣＵ１３にて発生する指令を車両ＥＣＵ１３側から制御部６０に送信すると共に、車両ＥＣＵ１３の要求に応じた信号を制御部６０側から車両ＥＣＵ１３に送信する。
【００３５】
ＣＰＵ６１は、電圧検出回路７０および電流検出部６７によって検出された電圧および電流、メモリ６３から読み出した各種プログラムやデータに基づいて、バッテリ装置２０の各部の制御を行い、二次電池３０を保護する。
【００３６】
さて、電流遮断回路８０は、図５に示すように、電流遮断装置８１と、電流遮断装置８１と並列に接続された放電回路８２とを備えている。
電流遮断装置８１は、例えば、有接点リレー（機械式スイッチ）であり、一方の端部が二次電池３０に接続され、他方の端部が正極側端子部２２Ｐに接続されるようにして、二次電池３０と正極側端子部２２Ｐとの間に配されている。また、電流遮断装置８１は、ＢＭＵ５０のＣＰＵ６１からの指令に応答して作動し、二次電池３０と正極側端子部２２Ｐとの間を通電状態および遮断状態に切り替える。なお、本実施形態では、電流遮断装置８１を、有接点リレーにより構成したが、例えば、ＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成してもよい。
【００３７】
放電回路８２は、ダイオード８３と、ダイオード８３と直列に接続された補助電流遮断装置８４を有している。
ダイオード８３は、二次電池３０側から正極側端子部２２Ｐ側、つまり、二次電池３０側から車両負荷１２側に向かう電流方向が順方向となる向きに配置されている。つまり、電流遮断装置８１が遮断状態になると、ダイオード８３には、順方向の電流が流れるようになっている。
【００３８】
補助電流遮断装置８４は、例えば、有接点リレー（機械式スイッチ）であり、一方の端部が二次電池３０に接続され、他方の端部がダイオード８３に接続されるようにして、二次電池３０とダイオード８３との間に配されている。また、補助電流遮断装置８４は、ＢＭＵ５０のＣＰＵ６１からの指令に応答して作動し、二次電池３０とダイオード８３との間を通電状態および遮断状態に切り替える。
【００３９】
なお、上記の構成では、補助電流遮断装置８４を、有接点リレーにより構成したが、例えば、図８に示すように、ＦＥＴスイッチにより補助電流遮断装置１８４を構成してもよい。この場合、例えば、ＦＥＴスイッチは、例えばＰチャネルのＭＯＳＦＥＴであって、ＦＥＴスイッチは、ソースＳが二次電池３０、ゲートＧがＢＭＵ５０、ドレインＤがダイオード８３にそれぞれ接続される。
【００４０】
つまり、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４が通電状態になると、電流遮断装置８１を通して、二次電池３０から車両１０の車両負荷１２に対して電力が供給可能となる（二次電池３０が放電可能となる）と共に、車両発電機１４から二次電池３０に充電可能となる。そして、補助電流遮断装置８４が通電状態のまま、電流遮断装置８１が遮断状態になると、二次電池３０から車両負荷１２に対する電力供給は、放電回路（補助電流遮断装置８４およびダイオード８３）８２を通して行えるものの、車両発電機１４から二次電池３０への充電は、ダイオード８３により阻止される。そして、さらに、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４が遮断状態になると、車両負荷１２および車両発電機１４と二次電池３０との間が完全に遮断され、二次電池３０から車両負荷１２に対する電力供給（二次電池２０の放電）も不可能となる。
【００４１】
一方、ＣＰＵ６１は、二次電池３０の保護を図るため、電圧検出回路７０および電流検出部６７によって検出された電圧および電流と、メモリ６３に記憶された保護処理プログラムに基づいて電流遮断装置８１に対して遮断切替指示を行う電池保護処理、不正使用判断プログラムに基づいて二次電池３０の使用禁止処理などを実行する。
【００４２】
以下に、電池保護処理について、図６を参照しつつ説明する。
電池保護処理では、ＣＰＵ６１は、電圧検出回路７０において、各二次電池３０の個別電圧Ｖ１および直列に接続された複数の二次電池３０の総電圧Ｖ２を検出し（Ｓ１１）、個別電圧Ｖ１および総電圧Ｖ２と、メモリ６３に記憶された個別過充電電圧閾値および総過充電電圧閾値とを比較する（Ｓ１２）。
【００４３】
なお、本実施形態における個別過充電電圧閾値とは、二次電池３０の１つが過充電状態になったときの電圧値よりもやや小さい値であり、総過充電電圧閾値とは、直列に接続された複数の二次電池３０が過充電状態になったときの電圧値よりやや小さい値である。しかしながら、例えば、個別過充電電圧閾値を、二次電池３０の１つが過充電状態になったときの電圧値とし、総過充電電圧閾値を、直列に接続された複数の二次電池３０が過充電状態になったときの電圧値としてもよい。
【００４４】
ＣＰＵ６１は、各二次電池３０の個別電圧Ｖ１のいずれかが個別過充電電圧閾値以上と判断、もしくは、総電圧Ｖ２が過充電電圧閾値以上と判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、二次電池３０が過充電状態に至る虞があるとして、電流遮断装置８１に遮断状態に切り替える遮断切替指示を送信する切替指示処理を実行する（Ｓ１３）。そして、電流遮断装置８１が遮断状態に切り替えられ、二次電池３０と車両発電機１４との間の電流が遮断されることで二次電池３０が過充電状態に至ることが抑制される。そして、電池保護処理を終了する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ６１は、全ての個別電圧Ｖ１が個別過充電電圧閾値よりも小さいと判断し、かつ、総電圧Ｖ２が過充電電圧閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、各個別電圧Ｖ１および総電圧Ｖ２と、メモリ６３に記憶された個別過放電電圧閾値および総過放電電圧閾値とを比較する（Ｓ１４）。
なお、個別過放電電圧閾値は、二次電池３０の１つが過放電状態になった時の電圧値よりもやや大きい値であり、総過放電電圧閾値は、直列に接続された複数の二次電池３０が過放電状態になったときの電圧値よりもやや大きい値である。
【００４６】
ＣＰＵ６１は、全ての個別電圧Ｖ１が個別過充電電圧閾値よりも小さいと判断し、かつ、総電圧Ｖ２が過充電電圧閾値よりも小さいと判断した場合であって、全ての個別電圧Ｖ１が個別過放電電圧閾値以上と判断し、かつ、総電圧Ｖ２が過放電電圧以上と判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ、且つ、Ｓ１４：ＮＯ）、電池保護処理を終了する。
【００４７】
一方、ＣＰＵ６１は、各二次電池３０の個別電圧Ｖ１のいずれかが個別過充電電圧閾値よりも小さいと判断し、かつ、総電圧Ｖ２が過充電電圧閾値よりも小さいと判断した場合であって、各二次電池３０の個別電圧Ｖ１のいずれかが個別過放電電圧閾値よりも小さいと判断、もしくは、総電圧Ｖ２が過放電電圧閾値よりも低いと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ、且つ、Ｓ１４：ＹＥＳ）、二次電池３０が過放電状態に至る虞があるとして、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４の双方に遮断切替指示を送信する切替指示処理を実行する（Ｓ１５）。これにより、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４が遮断状態に切り替えられ、電池保護処理を終了する。
【００４８】
そして、ＣＰＵ６１は、過充電状態に至る虞がなくなった場合には、電流遮断装置８１に通電切替指示を送信し、過放電状態に至る虞がなくなった場合には、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４に通電切替指示を送信し、双方を通電状態に切り替える。
以上のように、この電池保護処理を、常時或いは定期的に、繰り返すことで、二次電池３０が過充電状態または過放電状態になることを防ぐ。
【００４９】
次に、二次電池３０の使用禁止処理について、図７を参照しつつ、説明する。なお、以下の説明において、詳しくは記載しないが、二次電池３０の電圧検出回路７０による電圧の検出、電流検出部６７による電流の検出は、常時或いは定期的に行われている。
使用禁止処理では、ＣＰＵ６１は、まず、所定時間中に、電流遮断装置８１に対して過充電による遮断切替指示を送信した切替指示処理の回数Ｎを計測し（Ｓ２１）、その回数Ｎとメモリ６３に記憶された切替最大値とを比較することで二次電池３０が不正使用であるか否かを判断する判断処理を実行する（Ｓ２２）。
【００５０】
ＣＰＵ６１は、切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、二次電池３０が適切に使用されていると判定し、過充電による切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えないか監視を継続する。
【００５１】
一方、ＣＰＵ６１は、過充電による切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えたと判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、二次電池３０の不正使用であると判定し（Ｓ２３）、続けて、車両１０が駐車状態であるか否か判定する。なお、駐車とは、「所定の期間、車両１０に動きがない状態」のことを示す。
詳しくは、ＣＰＵ６１は、電流検出部６７によって検出された二次電池３０の電流Ｉが、所定期間の間、継続して、メモリ６３に記憶された消費電流下限値未満であるか否か判断することで車両１０が駐車状態であるか否か判定する（Ｓ２５）。なお、本実施形態では、ＣＰＵ６１は、電流Ｉが、所定期間の間、継続して、消費電流下限値未満であるか否か判断することで車両１０が駐車状態であるか否か判定しているが、例えば、電流検出部により検出された電流が所定期間の間、継続して、消費電流下限値以下となったことで、車両が駐車状態であるか否か判定してもよい。
【００５２】
ＣＰＵ６１は、電流Ｉが消費電流下限値以上の場合（Ｓ２５：ＮＯ）、車両１０は駐車状態ではないと判断し、電流Ｉが所定期間の間、継続して消費電流下限値未満にならないか監視を継続する。
【００５３】
一方、ＣＰＵ６１は、電流Ｉが、所定期間の間、継続して、消費電流下限値未満の場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、車両１０が駐車状態であると判定する。そして、電流遮断装置８１に対して遮断状態を維持する遮断維持指示を送信する遮断維持処理を実行すると共に、補助電流遮断装置８４に対して遮断状態を維持する補助遮断維持指示を送信する補助遮断維持処理とを実行する（Ｓ２６）。そして、電流遮断装置８１および補助電流遮断装置８４が遮断状態となったところで、使用禁止処理を終了する。
【００５４】
なお、本実施形態では、駐車状態であるか否かの判定を、電流検出部６７において検出される二次電池３０の電流Ｉを用いて行ったが、例えば、車両ＥＣＵ１３との通信が停止して所定時間、通信がなくなることにより車両が駐車状態であると判断することもできる。
つまり、本実施形態によると、電流遮断装置８１に対して過充電による遮断切替指示を送信した切替指示処理の回数Ｎを計測し、その回数Ｎと切替最大値とを比較する判断処理によって、二次電池３０の不正使用を判断することができる。
そして、使用禁止処理は、常時、切替指示処理の回数Ｎを計測することで、二次電池３０が不正使用されることを防ぐ。
また、不正使用により使用禁止となったバッテリ装置２０は、例えば、車両１０から取り外し、図９に示すように、専用のメンテナンスツール（「外部機器」の一例）Ｔなどをコネクタ６５Ａに接続して制御部６０のＣＰＵ６１と通信することで、使用禁止状態を解除することができるようになっている。
【００５５】
以上のように、本実施形態によると、例えば、バッテリ装置２０が、バッテリ装置２０よりも充電電圧が高い鉛蓄電池を搭載する車両に搭載されて使用された場合には、電池保護処理において、ＣＰＵ６１から過充電状態であるとして遮断切替指示が電流遮断装置８１に対して頻繁に送信されることになり、二次電池３０が不正使用であると判定される。そして、電流検出部６７において検出される電流Ｉの状態により車両１０が駐車状態に至って、二次電池３０と車両負荷１２との間を完全に遮断してもよい状態になったと判断した場合に、電流遮断装置８１と補助電流遮断装置８４との遮断状態が維持されることになる。
【００５６】
つまり、本実施形態によると、二次電池３０が頻繁に過充電状態となるような不正使用を禁止することができるから、過充電に起因した二次電池３０の不具合を防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施形態によると、電池保護処理において、電流遮断装置８１が遮断状態になった場合においても、放電回路８２を通して二次電池３０から車両負荷１２に対して電力供給を行うことができるものの、車両発電機１４から二次電池３０に対して充電はできないから、車両１０の走行中に、二次電池３０からの車両負荷１２に対する電力供給を継続しつつ、二次電池３０が過充電になることを防ぐことができる。そして、二次電池３０が過充電に至る虞があると判断され、車両が駐車状態に至ったと判断されたところで、電流遮断装置８１と補助電流遮断装置８４との双方が遮断状態になることで、二次電池３０の不正使用を禁止することができる。
【００５８】
さらに、例えば、二次電池が不正使用であると判断した際に、電流遮断装置のみ遮断状態に維持すると、次回のエンジン始動の際に、エンジン始動用のスタータモータによってクランキングが行われることでダイオードに大電流が流れ、ダイオードが発熱して破損してしまう嫌いがある。
しかしながら、本実施形態によると、二次電池が不正処理と判断され、かつ車両１０が駐車状態に至ったと判断した後に、電流遮断装置８１と補助電流遮断装置８４の双方が遮断状態に維持されて、二次電池３０と車両負荷１２との間が完全に遮断された状態に維持され、二次電池３０の使用が禁止されるから、それ以降ダイオード８３に大電流が流れること防ぐことができ、ダイオードが発熱して破損することを防ぐことができる。
【００５９】
すなわち、リチウムイオン電池の充電電圧に比べて、充電電圧が高く設定されている鉛蓄電池を搭載する車両に対して、リチウムイオン電池を使用したバッテリ装置が搭載される虞がある場合には、二次電池が不正使用であると判断し、二次電池の使用を禁止するから、本実施形態における二次電池の不正使用の判断は、非常に有効である。
【００６０】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図１０を参照して説明する。
実施形態２は、実施形態１における使用禁止処理の構成を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００６１】
実施形態２における使用禁止処理は、電流遮断装置８１を遮断状態にする時期と、補助電流遮断装置８４を遮断する時期とが独立した構成となっている。
以下に、本実施形態における二次電池３０の使用禁止処理について、図１０を参照しつつ、説明する。なお、実施形態１と同様、以下の説明において、二次電池３０の電圧検出回路７０による電圧の検出、電流検出部６７による電流の検出は、常時或いは定期的に行われている。
【００６２】
実施形態２における使用禁止処理では、ＣＰＵ６１は、まず、所定時間中に、電流遮断装置８１に対して過充電による遮断切替指示を送信した切替指示処理の回数Ｎを計測し（Ｓ３１）、その回数Ｎとメモリ６３に記憶された切替最大値とを比較することで二次電池３０が不正使用であるか否かを判断する判断処理を実行する（Ｓ３２）。
【００６３】
ＣＰＵ６１は、過充電による切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、二次電池３０が適切に使用されていると判定し、過充電による切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えないか監視を継続する。
【００６４】
一方、ＣＰＵ６１は、過充電による切替指示処理の回数Ｎが切替最大値を超えたと判断した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、二次電池３０が不正使用であると判定し（Ｓ３３）、電流遮断装置８１に遮断状態に維持する遮断維持指示を送信する遮断維持処理を実行する（Ｓ３４）。これにより、電流遮断装置８１が遮断状態に切り替えられ、二次電池３０から車両負荷１２に対する電力供給は、放電回路（補助電流遮断装置８４およびダイオード８３）８２を通して行えるものの、車両発電機１４から二次電池３０への充電は、ダイオード８３により阻止された状態となる。
【００６５】
次に、ＣＰＵ６１は、電流検出部６７により検出された二次電池３０の電流Ｉが、所定期間の間、継続して、メモリ６３に記憶された消費電流下限値未満であるか否か判断することで車両１０が駐車状態であるか否か判定する（Ｓ３６）。なお、駐車状態の判定は、実施形態１と同様、車両ＥＣＵ１３との通信の有無により判断してもよい。
【００６６】
ＣＰＵ６１は、電流Ｉが消費電流下限値以上の場合（Ｓ３６：ＮＯ）、車両１０は駐車状態ではないと判断し、電流Ｉが所定期間の間、継続して消費電流下限値未満にならないか監視を継続する。
【００６７】
一方、ＣＰＵ６１は、電流Ｉが、所定期間の間、継続して、消費電流下限値未満の場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、車両１０が駐車状態であると判定し、補助電流遮断装置８４に対して遮断状態を維持する補助遮断維持指示を送信する補助遮断維持処理とを実行する（Ｓ３７）。これにより、車両負荷１２および車両発電機１４と二次電池３０との間が完全に遮断され、二次電池３０から車両負荷１２に対する電力供給も不可能となる。そして、使用禁止処理を終了する。
【００６８】
以上のように、本実施形態によると、二次電池３０が不正使用であると判断した際に、まず、電流遮断装置８１を遮断状態に切り替えることで、放電回路８２を通して二次電池３０を放電可能としつつも、二次電池３０への充電を禁止することで二次電池３０が過充電となることを防ぐ。
そして、車両１０が駐車した状態であると判断した後に、二次電池３０と車両負荷１２との間の電流を完全に遮断して二次電池３０の使用を禁止することで、二次電池３０を段階的に保護することができるようになっている。
【００６９】
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、電池管理装置５０は、１つのＣＰＵ６１によって構成した。しかしながら、これに限らず、電池管理装置は、複数のＣＰＵを備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路でもよく、マイコン、ＦＰＧＡ、ＭＰＵ、また、それらが組み合わされた構成でもよい。
【００７０】
（２）上記実施形態では、車両ＥＣＵ１３とバッテリ装置２０との通信方式をＬＩＮ通信として構成にした。しかしながら、これに限らず、車両ＥＣＵとバッテリ装置の通信方式は、ＣＡＮ通信でもよく、他の通信方式によって構成してもよい。
（３）上記実施形態では、電流遮断回路８０において、電流遮断装置８１と並列となるように、放電回路８２を設けた構成とした。しかしながら、これに限らず、電流遮断回路において放電回路を設けない構成にしてもよい。
【００７１】
（４）上記実施形態では、所定時間中に、電流遮断装置８１に対して過充電による遮断切替指示を送信した切替指示処理の回数Ｎを計測し（Ｓ３１）、その回数Ｎとメモリ６３に記憶された切替最大値とを比較することで二次電池３０が不正使用であるか否かを判断する構成とした。しかしながら、これに限らず、二次電池が所定の充電電圧よりも高い電圧で充電され、電圧検出回路によって検出された二次電池の総電圧が総過充電電圧閾値よりも高くなったことを検出することで二次電池が不正使用であると判断する構成としてもよい。
（５）上記実施形態では、二次電池３０の電流Ｉが、所定期間の間、継続して、消費電流下限値未満であることをもって、車両１０が駐車状態であると判定する構成とした。しかしながら、これに限らず、二次電池３０の電流Ｉが、所定期間の間、継続して、車両の暗電流上限値未満もしくは暗電流上限値以下であることをもって車両が駐車状態であると判定する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０：車両
１２：車両負荷
１３：車両側電子制御装置
１４：車両発電機
２０：バッテリ装置
３０：二次電池
６０：制御部
６７：電流検出部
７０：電圧検出回路（「電圧検出部」の一例）
８１：電流遮断装置
８２：放電回路
８３：ダイオード
８４：補助電流遮断装置
Ｔ：メンテナンスツール（「外部機器」の一例）
【図１】
0006665551.tif 000002
【図２】
0006665551.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006665551.tif 000006
【図６】
0006665551.tif 000007
【図７】
0006665551.tif 000008
【図８】
0006665551.tif 000009
【図９】
0006665551.tif 000010
【図１０】
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