(57)【要約】【課題】複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数組直列に接続した組電池において、並列接続セルの異常を確実に診断する。【解決手段】複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池に対して、組電池の所定容量の放電または充電前後の各並列ブロックの電圧を検出し、各並列ブロックの電圧変化量に基づいて各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池の異常診断装置であって、
前記組電池の各並列ブロックの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記組電池の所定容量の放電または充電前後の各並列ブロックの電圧変化量に基づいて、各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の異常診断装置において、
前記異常判定手段は、前記組電池の所定容量の放電または充電前後のすべての並列ブロックの電圧変化量の平均値を求め、並列ブロックの電圧変化量の平均値からの偏差が異常判定しきい値以上の場合に、当該並列ブロック内に異常セルが含まれていると判定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の組電池の異常診断装置において、
前記組電池の各並列ブロック内のセルの並列接続数に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の組電池の異常診断装置において、
前記組電池の充電容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を検出するＳＯＣ検出手段を備え、
前記異常判定手段は、前記組電池の充電容量ＳＯＣが、セルの充電容量ＳＯＣ−開放電圧Ｖｏ特性における傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜が所定値以上の範囲にある場合のみ、各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の組電池の異常診断装置において、
前記組電池の充電容量ＳＯＣの範囲に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の組電池の異常診断装置において、
所定容量の放電または充電前の前記組電池の状態を無負荷状態とすることを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかの項に記載の組電池の異常診断装置において、
前記組電池の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記組電池の温度に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかの項に記載の組電池の異常診断装置において、
前記組電池の劣化度を検出する劣化検出手段を備え、
前記組電池の劣化度に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断装置。
【請求項９】
複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池の異常診断方法であって、
前記組電池の所定容量の放電または充電前後の各並列ブロックの電圧を検出し、各並列ブロックの電圧変化量に基づいて各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の所定容量の放電または充電前後のすべての並列ブロックの電圧変化量の平均値を求め、並列ブロックの電圧変化量の平均値からの偏差が異常判定しきい値以上の場合に、当該並列ブロック内に異常セルが含まれていると判定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の各並列ブロック内のセルの並列接続数に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかの項に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の充電容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を検出し、前記組電池の充電容量ＳＯＣが、セルの充電容量ＳＯＣ−開放電圧Ｖｏ特性における傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜が所定値以上の範囲にある場合のみ、各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の充電容量ＳＯＣの範囲に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれかの項に記載の組電池の異常診断方法において、
所定容量の放電または充電前の前記組電池の状態を無負荷状態とすることを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれかの項に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の温度を検出し、前記組電池の温度に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれかの項に記載の組電池の異常診断方法において、
前記組電池の劣化度を検出し、前記組電池の劣化度に応じた異常判定しきい値を設定することを特徴とする組電池の異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセルが直並列に接続された組電池の異常を診断する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のセルが直列に接続された組電池において、各セルのセル電圧測定値に基づいて異常セルを検出する組電池の異常診断装置が知られている（例えば特開２００２−０３３１３５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数組直列に接続した組電池では、各並列ブロック内の各並列接続セルにそれぞれ電圧センサーを設置してセル電圧を測定することは経済的にも技術的にも容易でないため、並列ブロック単位で電圧センサーを設置し、並列ブロック単位の電圧を測定する。
【０００４】
しかし、並列ブロック単位でセル電圧を測定すると、並列接続セルのいずれかに容量の低下や内部抵抗の増大が発生してセル電圧が変化しても、並列ブロック全体としては大きな電圧変化にならないため、並列ブロック単位でセル電圧を監視してもセル異常を確実に診断するのは困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池に対して、組電池の所定容量の放電または充電前後の各並列ブロックの電圧を検出し、各並列ブロックの電圧変化量に基づいて各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数組直列に接続した組電池において、並列接続セルの異常を確実に診断することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本願発明の組電池の異常診断装置および方法を電気自動車（ＥＶ）のバッテリーに適用した一実施の形態を説明する。なお、本願発明の組電池の異常診断装置および方法は電気自動車のバッテリーへの適用に限定されず、ハイブリッド車両やエンジン車両のバッテリーや、車両以外の多くの装置に用いられるバッテリーに適用することができる。
【０００８】
図１は一実施の形態の構成を示す。一実施の形態の組電池１は、一般にセルと呼ばれる単電池２を２個ずつ並列に接続して４組の並列ブロック１ａ〜１ｄを構成し、さらにこれら４組の並列ブロック１ａ〜１ｄを直列に接続したものである。この一実施の形態では、バッテリーコントローラー３および車両コントローラー４へ制御電源を供給する補助バッテリー５と区別するため、組電池１をメインバッテリーと呼ぶ。
【０００９】
なお、この一実施の形態では２個のセルを並列に接続して４組の並列ブロックを構成し、これら４組の並列ブロックを直列に接続した組電池を例に上げて説明するが、並列ブロック内のセルの並列接続数と並列ブロックの直列接続数はこの一実施の形態の数量に限定されない。
【００１０】
このメインバッテリー１は電流センサー６とメインリレー７を介してインバーター８と補機システム１０へ接続され、インバーター８と補機システム１０へ直流電力を供給する。インバーター８は、メインバッテリー１の直流電力を交流電力に変換して走行駆動用交流モーター９に印加し、モーター９を駆動して車両を走行させる。インバーター８はまた、車両の制動時にモーター９で発生した交流回生電力を直流電力に変換し、メインバッテリー１を充電する。
【００１１】
バッテリーコントローラー３はＣＰＵ３ａ、メモリ３ｂ、タイマー３ｃ、セル電圧検出部３ｄ、容量調整部３ｅなどから構成され、メインバッテリー１の充放電と容量調整を制御するとともに、セルの異常診断を行う。セル電圧検出部３ｄは、メインバッテリー１の各並列ブロック１ａ〜１ｄに２個ずつ並列接続されたセル２の平均端子電圧を検出する。容量調整部３ｅは、セル電圧検出部３ｄで検出した各並列ブロック１ａ〜１ｄのセル平均端子電圧に基づいて並列ブロック間の容量バラツキを補正する。この容量調整部３ｅの詳細については後述する。
【００１２】
車両コントローラー４は、インバーター８と補機システム１０を制御して車両の走行と補機の作動を制御する。なお、補機システム１０には空調装置、灯火類、ワイパーなどが含まれる。電流センサー６は、バッテリー１からインバーター８へ流れる放電電流と、インバーター８からバッテリー１へ流れる充電電流とを検出し、ＣＰＵ３ａへ出力する。メインリレー７はＣＰＵ３ａにより開閉され、メインバッテリー１とその負荷（モーター９および補機システム１０）との間の接続と開放を行う。
【００１３】
電圧センサー１１はメインバッテリー１の総電圧を検出し、ＣＰＵ３ａへ出力する。また、温度センサー１２はメインバッテリー１の温度を検出し、ＣＰＵ３ａへ出力する。メインスイッチ１３は、エンジンを走行駆動源とする従来の自動車のイグニッションスイッチに相当するものであり、電気自動車のメインキーが走行位置に設定されると閉路（オン）する。警告灯１４は、電気自動車に何らかの異常が発生したときに点灯して乗員に異常発生を報知する。
【００１４】
図２は容量調整部３ｅの詳細を示す。メインバッテリー１の並列ブロック１ａには、抵抗器Ｒ１とトランジスターＴｒ１の直列回路２５が並列に接続される。同様に、並列ブロック１ｂ〜１ｄにもそれぞれ、抵抗器Ｒ２〜Ｒ４とトランジスターＴｒ２〜Ｔｒ４の直列回路２６〜２８が並列に接続される。この抵抗器Ｒ１〜Ｒ４とトランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４の直列回路２５〜２８は、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内のセル２の充電容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を放電するための回路であり、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は放電抵抗、トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４は放電と停止を行うスイッチである。なお、この一実施の形態では放電回路２５〜２８のスイッチにトランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４を用いた例を示すが、トランジスター以外のＦＥＴなどの半導体スイッチング素子や、リレーなどを用いてもよい。
【００１５】
ＣＰＵ３ａは、各並列ブロック１ａ〜１ｄに接続される各トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４のベースへ信号を送り、トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４ごとにオン（導通）とオフ（非導通）を制御する。トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４がオンすると、各並列ブロック１ａ〜１ｄのセル２の充電電力が抵抗器Ｒ１〜Ｒ４を介して放電し、放電分だけ充電容量ＳＯＣが減少する。ＣＰＵ３ａは、各トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４のオンとオフを繰り返してデューティー制御を行う。このデューティーは、各並列ブロック１ａ〜１ｄの放電容量と放電時間（容量調整時間）とに基づいて決定する。
【００１６】
各トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４のコレクターとエミッター間にはそれぞれ、電圧センサー２１〜２４が接続される。トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４がオンするとコレクター〜エミッター間電圧がほぼ０Ｖになり、オフするとコレクター〜エミッター間電圧が並列ブロック１ａ〜１ｄのセル両端電圧になる。ＣＰＵ３ａは、電圧センサー２１〜２４によりトランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４のコレクター〜エミッター間電圧をモニターし、各トランジスターＴｒ１〜Ｔｒ４の動作状況、つまり各並列ブロック１ａ〜１ｄの容量調整状況を確認する。
【００１７】
容量調整部３ｅは、メインバッテリー１の並列ブロック１ａ〜１ｄ単位で容量調整を行い、いずれかの並列ブロックが過充電状態または過放電状態になってメインバッテリー１の容量を十分に利用できなくなるのを防止する。しかし、容量調整部３ｅでは各並列ブロック１ａ〜１ｄ内の並列接続セルどおしの容量バラツキを調整することはできない。各並列ブロック１ａ〜１ｄ内の並列接続セルどうしの容量バラツキは、容量自己調整により解消される。
【００１８】
ここで、各並列ブロック内の並列に接続されたセルどうしの容量自己調整について簡単に説明する。並列に接続された２個のセルの間に容量のバラツキがあると、容量が高い側すなわち端子電圧が高い側のセルの容量が、容量の低い側すなわち端子電圧が低い側のセルへ徐々に移動し、２個の並列セルは等容量になろうとする性質がある。この性質は容量自己調整と呼ばれ、容量差（セル開放電圧の差）が大きいほど等容量に近い状態になるまでの容量の変化速度が速く、容量差が小さくなって等容量に近い状態になると容量変化速度は遅くなる。
【００１９】
次に、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池における、一実施の形態の並列接続セルの異常判定方法について説明する。メインバッテリー１が無負荷状態にあるとき、例えばメインリレー７が開路されているとき、あるいは、メインリレー７が閉路されていてもメインバッテリー１の充放電電流が０［Ａ］またはほぼ０［Ａ］のときに、各並列ブロック１ａ〜１ｄの無負荷電圧Ｖｎ（ｎ＝１，２，３，４）を測定する。さらに、所定容量ΔＡｈだけ放電または充電した後の各並列ブロック１ａ〜１ｄの電圧Ｖｎ’を測定する。所定容量ΔＡｈの放電は、補機システム１０の空調装置などを強制的に運転して放電させてもよいし、車両走行時のモーター９を駆動したときの放電でもよい。
【００２０】
また、無負荷時の各並列ブロック１ａ〜１ｄの平均電圧Ｖａｖｅと、所定容量ΔＡｈ放電または充電後の各並列ブロック１ａ〜１ｄの平均電圧Ｖａｖｅ’を次式により演算する。
【数１】
Ｖａｖｅ＝ΣＶｉ／ｎ，
Ｖａｖｅ’＝ΣＶｉ’／ｎ
数式１において、Σはｉ＝１〜ｎの総和演算を表す。この一実施の形態では、メインバッテリー１が無負荷状態から所定容量ΔＡｈだけ放電または充電したときに、各並列ブロック１ａ〜１ｄの電圧変化量（Ｖｎ−Ｖｎ’）と、すべての並列ブロック１ａ〜１ｄの平均電圧変化量（Ｖａｖｅ−Ｖａｖｅ’）とを比較し、両者の差が大きい場合には並列ブロック１ａ〜１ｄに含まれるいずれかの並列接続セルが異常であると判定する。
【００２１】
具体的には、次の判定式を用いて並列ブロック単位で並列接続セルの異常診断を行う。
【数２】
｛（Ｖｎ−Ｖｎ’）−（Ｖａｖｅ−Ｖａｖｅ’）｝／ΔＡｈ≧Ｖｎｇ・α・β
数式２において、Ｖｎｇは並列接続セルが異常であると判定するしきい値である。判定しきい値Ｖｎｇは、組電池の種類、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内のセルの並列接続数、充電容量ＳＯＣの範囲などに応じて設定し、予めメモリ３ｂに記憶しておく。異常判定しきい値Ｖｎｇを、組電池の種類、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内のセルの並列接続数、充電容量ＳＯＣの範囲に応じて設定することによって、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内の並列接続セルの異常を正確に判定することができる。なお、各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定するための判定式は上記数式２の判定式に限定されない。
【００２２】
また、この一実施の形態では、判定しきい値Ｖｎｇをメインバッテリー１の温度と劣化度により補正する。αは電池温度係数であり、図３に示すように常温２０度Ｃのときにα＝１００［％］とする。温度センサー１２によるメインバッテリー１の温度検出値が高くなるほど温度係数αが増加し、それにともなって判定しきい値Ｖｎｇが増加する。なお、図３に示す電池温度−温度係数αのテーブルは、予めメモリ３ｂに記憶しておく。電池温度に応じた異常判定しきい値Ｖｎｇを設定することによって、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内の並列接続セルの異常を正確に判定することができる。
【００２３】
また、βはメインバッテリー１の劣化度を表す劣化係数であり、図４に示すように新品のときに１００［％］とする。劣化度が大きくなるほど劣化係数βが減少し、それにともなって判定しきい値Ｖｎｇが低下する。電池の劣化度に応じた異常判定しきい値Ｖｎｇを設定することによって、各並列ブロック１ａ〜１ｄ内の並列接続セルの異常を正確に判定することができる。
【００２４】
なお、電池の劣化度を検出する方法には種々の方法が提案されているが、この一実施の形態では電池の端子電圧と充放電電流を測定し、これらの測定結果に基づいて電池の電圧−電流特性を直線回帰し、回帰直線の傾きから電池の内部抵抗を推定し、内部抵抗推定値の初期値からの変化量に応じた劣化度を求める。この一実施の形態では、メインバッテリー１の劣化度の検出を常に行い、最新の結果をメモリ３ｂに記憶する。また、図４に示す電池劣化度−劣化係数βのテーブルは、予めメモリ３ｂに記憶しておく。
【００２５】
図５は、一実施の形態のセル異常診断プログラムを示すフローチャートである。バッテリーコントローラー３のＣＰＵ３ａは、メインスイッチ１３がオンして電気自動車が起動されたとき、または充電装置（不図示）によりメインバッテリー１の充電が開始されたときに、このセル異常診断プログラムの実行を開始する。
【００２６】
ステップ１において、メインスイッチ１３がオンしてからメインリレー７がオン（閉路）するまでの間、すなわちメインバッテリー１が開放状態にある間に、セル電圧検出部３ｄにより各並列ブロック１ａ〜１ｄのセル開放電圧Ｖｏを測定する。そして、メモリ３ｂに記憶されているセル開放電圧−充電容量ＳＯＣのデータテーブル（図６参照）から、全並列ブロック１ａ〜１ｄのセル開放電圧Ｖｏ［ｖ］の平均値に対する充電容量ＳＯＣ［％］を補間演算により求める。
【００２７】
なお、セル電圧検出部３ｂにより検出した並列ブロック１ａ〜１ｄのセル開放電圧Ｖｏの総和を求めるか、あるいは電圧センサー１１によりメインバッテリー１の総電圧を検出し、総電圧−充電容量ＳＯＣのテーブル（図７参照）からセル開放電圧の総和または総電圧Ｖｏ’［ｖ］に対応する充電容量ＳＯＣ［％］を補間演算により求めてもよい。
【００２８】
ステップ２ではメインバッテリー１の充電容量ＳＯＣが所定範囲に入っているかどうかを確認する。この所定範囲は、メインバッテリー１の充電容量ＳＯＣに対するセル開放電圧Ｖｏの特性曲線の傾き｜Ｖｏ／ΔＳＯＣ｜（または｜ΔＶｏ／ΔＡｈ｜）が所定値以上の大きい範囲であり、予め設定してメモリ３ｂに記憶しておく。
【００２９】
図８は、リチウムイオン電池の充電容量ＳＯＣ［％］に対するセル開放電圧Ｖｏ［ｖ］の特性を示す。セル開放電圧Ｖｏは充電容量ＳＯＣに応じて変化し、充電容量ＳＯＣがおよそ３０％以下の範囲とおよそ７０％以上の範囲では、充電容量ＳＯＣ−セル開放電圧Ｖｏ特性の傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜が大きく、充電容量ＳＯＣがおよそ３０〜７０％の範囲では、充電容量ＳＯＣ−セル開放電圧Ｖｏ特性の傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜は小さい。
【００３０】
充電容量ＳＯＣ−セル開放電圧Ｖｏ特性曲線の傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜が小さいと、充電容量ＳＯＣの変化に対するセル開放電圧Ｖｏの変化が小さいため、わずかな充電容量ＳＯＣの誤差が大きなセル開放電圧Ｖｏの誤差になる。このため、充電容量ＳＯＣ−セル開放電圧Ｖｏ特性曲線の傾き｜ΔＶｏ／ΔＳＯＣ｜が小さい範囲で、無負荷時の並列ブロックセルの電圧Ｖｎと所定容量ΔＡｈ放電または充電後の並列ブロックセルの電圧Ｖｎ’を測定しても、電圧変化量（Ｖｎ−Ｖｎ’）が小さいので、上記数式２により異常セルかどうかの判定を行う場合に誤判定を起こしやすい。
【００３１】
そこで、この一実施の形態では、メインバッテリー１の充電容量ＳＯＣが、メインバッテリー１の充電容量ＳＯＣに対するセル開放電圧Ｖｏの特性曲線の傾き｜Ｖｏ／ΔＳＯＣ｜（または｜ΔＶｏ／ΔＡｈ｜）が所定値以上の大きい範囲に入っている場合にのみ、セルの異常診断を行う。メインバッテリー１の充電容量ＳＯＣが所定範囲に入っていないときはステップ３へ進み、メインスイッチ１３がオフされたか、あるいはメインバッテリー１の充電が終了したかどうかを確認する。メインスイッチ１３がオフされるか、またはメインバッテリー１の充電が終了したときはセルの異常診断を終了し、そうでなければステップ１へ戻って上記処理を繰り返す。
【００３２】
メインバッテリー１の充電容量ＳＯＣが所定範囲に入っているときはステップ４へ進み、温度センサー１２によりメインバッテリー１の温度を測定し、メモリ３ｂに記憶されている電池温度−温度係数αのテーブルから測定温度に対応する温度係数αを読み出す。続くステップ５では、メモリ３ｂからメインバッテリー１の最新の劣化度を読み出し、メモリ３ｂに記憶されている電池劣化度−劣化係数βのテーブルを参照して劣化係数βを求める。
【００３３】
ステップ６において、メインバッテリー１が無負荷状態にあるかどうかを確認する。電流センサー６により検出されるメインバッテリー１の充放電電流が０［Ａ］もしくはほぼ０［Ａ］であれば、メインバッテリー１が無負荷状態にあるとしてステップ７へ進む。ステップ７では、電圧検出部３ｄにより各並列ブロック１ａ〜１ｄの無負荷電圧Ｖｎを検出するとともに、数式１により平均無負荷電圧Ｖａｖｅを算出し、それらをメモリ３ｂに記憶する。
【００３４】
組電池の所定容量の放電または充電前後の並列ブロックの電圧変化量に基づいて並列接続セルの異常を判定する際に、組電池が安定な状態にある無負荷状態から所定容量の放電または充電を行うことによって、正確な並列ブロックの電圧変化量を検出することができ、これにより並列接続セルの異常判定を正確に行うことができる。なお、必ずしも組電池の無負荷状態から所定容量の放電または充電を開始してセルの異常診断を実施する必要はなく、組電池の負荷状態において所定容量の放電または充電前後の並列ブロックの電圧変化量に基づいて並列接続セルの異常診断を実施してもよい。
【００３５】
ステップ８において、所定容量ΔＡｈの放電または充電を行う。例えば補機システム１０の空調装置などを強制的に運転し、電流センサー６により放電電流をモニターするとともにタイマー３ｃにより放電時間を計時して放電容量を積算する。また、充電装置（不図示）を起動してメインバッテリー１の充電を開始し、電流センサー６により充電電流をモニターするとともにタイマー３ｃにより充電時間を計時して充電容量を積算する。
【００３６】
放電容量または充電容量の積算値が予め設定した所定容量ΔＡｈに達したら、ステップ９へ進む。ステップ９では、電圧検出部３ｄにより所定容量ΔＡｈの放電または充電後の各並列ブロック１ａ〜１ｄの電圧Ｖｎ’を検出するとともに、数式１により平均電圧Ｖａｖｅ’を算出し、それらをメモリ３ｂに記憶する。
【００３７】
ステップ１０において、数式２により各並列ブロック１ａ〜１ｄごとに並列接続セル２の異常判定を行う。ステップ１１で数式２を満たす異常セルがあるか否かを確認し、異常セルがあるときはステップ１２へ進み、警告灯１４を点灯して乗員に警告し、処理を終了する。なお、異常セルがないときはステップ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３８】
このように、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数ブロック直列に接続した組電池に対して、組電池の所定容量の放電または充電前後の各並列ブロックの電圧を検出し、各並列ブロックの電圧変化量に基づいて各並列ブロック内の並列接続セルの異常を判定する。つまり、組電池の所定容量の放電または充電前後のすべての並列ブロックの電圧変化量の平均値を求め、並列ブロックの電圧変化量の平均値からの偏差が異常判定しきい値以上の場合に、当該並列ブロック内に異常セルが含まれていると判定するようにしたので、複数のセルを並列に接続した並列ブロックを複数組直列に接続した組電池において、並列接続セルの異常を確実に診断することができる。
【００３９】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、メインバッテリー１が組電池を、セル電圧検出部３ｄが電圧検出手段およびＳＯＣ検出手段を、ＣＰＵ３ａが異常判定手段を、温度センサー１２が温度検出手段を、セル電圧検出部３ｄ、電流センサー６およびＣＰＵ３ａが劣化検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】容量調整部の詳細を示す図である。
【図３】電池温度に対する温度係数αのテーブルを示す図である。
【図４】電池劣化度に対する劣化係数βのテーブルを示す図である。
【図５】一実施の形態のセル異常診断プログラムを示すフローチャートである。
【図６】セル開放電圧Ｖｏに対する充電容量ＳＯＣのテーブルを示す図である。
【図７】組電池の総電圧に対する充電容量ＳＯＣのテーブルを示す図である。
【図８】リチウムイオン電池の充電容量ＳＯＣに対する開放電圧特性を示す図である。
【符号の説明】
１　メインバッテリー
１ａ〜１ｄ　並列ブロック
２　セル
３　バッテリーコントローラー
３ａ　ＣＰＵ
３ｂ　メモリ
３ｃ　タイマー
３ｄ　セル電圧検出部
３ｅ　容量調整部
４　車両コントローラー
５　補助バッテリー
６　電流センサー
７　メインリレー
８　インバーター
９　モーター
１０　補機システム
１１，２１〜２４　電圧センサー
１２　温度センサー
１３　メインスイッチ
１４　警告灯
２５〜２８　放電回路
Ｒ１〜Ｒ４　放電抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ２　トランジスター
【図１】
2004031120.tif 000003
【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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