(57)【要約】【課題】組電池を構成する複数の単電池それぞれについて容量測定を行って、組電池の状態を評価する手法では、作業者の作業負担が大きい。【解決手段】それぞれが複数の単電池から構成される複数のグループから構成されている組電池において、それぞれの前記グループを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に前記複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる均等化処理を実行する均等化処理部（１０１）と、前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報を、前記複数のグループそれぞれについて取得する実行回数情報取得部（１０２）と、前記実行回数情報取得部にて取得される情報が示す各グループでの実行回数に基づいて、各グループの再利用可能性をグループ単位で判定する判定部（１０３）と、を有する。【選択図】図３
2013036936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが複数の単電池から構成される複数のグループから構成されている組電池において、それぞれの前記グループを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に前記複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる均等化処理を実行する均等化処理部と、
前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報を、前記複数のグループそれぞれについて取得する実行回数情報取得部と、
前記実行回数情報取得部にて取得される情報が示す各グループでの実行回数に基づいて、各グループの再利用可能性をグループ単位で判定する判定部と、
を備える再利用可能性判定装置。
【請求項２】
前記グループは、複数の単電池から構成されるブロックであることを特徴とする請求項１に記載の再利用可能性判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記実行回数情報取得部にて取得される情報から求められる積算実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、再利用不可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の再利用可能性判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記実行回数情報取得部にて取得される情報から求められる単位期間あたりの実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、再利用不可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の再利用可能性判定装置。
【請求項５】
前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報は、エレクトロニックコントロールユニットで記憶されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の再利用可能性判定装置。
【請求項６】
前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報は、前記組電池の状態を監視する電池監視ユニットで記憶されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の再利用可能性判定装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の再利用可能性判定装置を搭載した車両。
【請求項８】
それぞれが複数の単電池から構成される複数のグループから構成されている組電池において、それぞれの前記グループを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に前記複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる均等化処理を実行する均等化処理ステップと、
前記均等化処理ステップにおける均等化処理の実行回数を示す情報を、前記複数のグループそれぞれについて取得する実行回数情報取得ステップと、
前記実行回数情報取得ステップにて取得される情報が示す各グループでの実行回数に基づいて、各グループの再利用可能性をグループ単位で判定する判定ステップと、
を備える再利用可能性判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池が電気的に接続された組電池の余寿命を推測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の単電池を積層し、これら複数の単電池を電気的に接続してなる組電池を有する電池パックが提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０４５３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の単電池を積層してなる組電池を有する電池パックにおける電池劣化を判定する場合、例えば、個々の単電池の容量測定を行うなど、手間のかかる作業を行う必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明である再利用可能性判定装置は、それぞれが複数の単電池から構成される複数のグループから構成されている組電池において、それぞれの前記グループを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に前記複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる均等化処理を実行する均等化処理部と、前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報を、前記複数のグループそれぞれについて取得する実行回数情報取得部と、前記実行回数情報取得部にて取得される情報が示す各グループでの実行回数に基づいて、各グループの再利用可能性をグループ単位で判定する判定部と、を有する。
【０００６】
ここでの「グループ」とは、均等化処理部における均等化処理の対象となる単位を意味しており、どのような組合せの単電池群について均等化処理を行うかは、任意に設定可能である。
【０００７】
ここで、前記グループは、複数の単電池から構成されるブロックである構成とすることができる。これにより、個々の単電池の容量測定をせずとも、電池が再利用可能か否かを判定することができる。また、電池の再利用判定を、電池パックを車両に搭載したままで実行することができる。
【０００８】
また、前記判定部は、前記実行回数情報取得部にて取得される情報から求められる積算実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、再利用不可能であると判定することを特徴とすることができる。
【０００９】
また、前記判定部は、前記実行回数情報取得部にて取得される情報から求められる単位期間あたりの実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、再利用不可能であると判定することを特徴とすることができる。
【００１０】
また、前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報は、エレクトロニックコントロールユニットで記憶されていることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、前記均等化処理部における均等化処理の実行回数を示す情報は、前記組電池の状態を監視する電池監視ユニットで記憶されていることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、上述のような構成の再利用可能性判定装置を搭載した車両を提供することもできる。
【００１３】
また、それぞれが複数の単電池から構成される複数のグループから構成されている組電池において、それぞれの前記グループを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に前記複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる均等化処理を実行する均等化処理ステップと、前記均等化処理ステップにおける均等化処理の実行回数を示す情報を、前記複数のグループそれぞれについて取得する実行回数情報取得ステップと、前記実行回数情報取得ステップにて取得される情報が示す各グループでの実行回数に基づいて、各グループの再利用可能性をグループ単位で判定する判定ステップと、を備える再利用可能性判定方法を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の単電池を積層してなる組電池を有する電池パックにおいて、均等化回路による均等化処理の実行回数を基準として電池劣化を判定することにより、個々の単電池の容量測定をせずとも、電池が再利用可能か否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である再利用可能性判定装置と電池パックからなるシステムを示す概略構成図である。
【図２】本実施例に係る再利用可能性判定装置が備える機能を示す機能ブロック図である。
【図３】積算実行回数に基づく判定処理を行なう場合に、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１が参照するデータテーブルの一例を示す図である。
【図４】単位期間あたりの実行回数に基づく判定処理を行なう場合に、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１が参照するデータテーブルの一例を示す図である。
【図５】本実施例による再利用可能性判定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
本発明の再利用可能性判定装置について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である再利用可能性判定装置と電池パックからなるシステムを示す概略構成図である。
【００１８】
実施例の電池パックは、図示するように、出力端子が電源ラインにより負荷Ｌに接続された組電池Ｃである。
【００１９】
組電池Ｃは、例えばリチウムイオン電池などの複数の単電池ｂ１〜ｂｎを直列接続してなる複数のブロックＧ１〜Ｇｎを直列接続して構成されている。各ブロックＧ１〜Ｇｎには、各単電池の電圧を検出するための電圧検出ラインｋ１〜ｋｎが設けられている。
【００２０】
それぞれのブロックＧ1〜Ｇｎに対応して設けられている均等化回路Ａ１〜Ａｎは、電圧検出ラインｋ１〜ｋｎにより検出される電圧値に基づいて、各単電池の電圧値の均等化を行なう。均等化回路Ａ１〜Ａｎによる均等化処理は、均等化処理を開始するための所定の条件が満たされたときに実行してもよいし、所定時間毎（例えば３０分毎など）に繰り返し実行してもよい。電圧検出ラインｋ１〜ｋｎは、各単電池ｂ１〜ｂｎの接続端に接続されており、電圧検出ラインｋ１〜ｋｎのライン間の電位差を検出するために用いられる。
【００２１】
均等化処理が実行されると、各均等化回路は、それぞれのブロックを構成する各単電池の電圧を電圧検出ラインによって検出し、各単電池の電圧値のバラツキが大きい場合、電圧が高い単電池に対する電気抵抗を増大させ、電力を消費させることにより、各単電池の電圧値を均等化させる。なお、ここでの均等化回路による均等化処理の手法は、あくまで一例であり、この他の種々の公知の均等化処理を採用することも可能であることは言うまでもない。
【００２２】
ＥＣＵ（electronic control unit）２は、例えばエンジン運転における電気的な制御等を総合的に行うためのマイクロコントローラである。ＥＣＵ２は、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ２０１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムや一時的なデータを記憶する記憶部２０２を備える。
【００２３】
均等化回路Ａ１〜Ａｎのいずれかにおいて均等化処理が実行されると、均等化処理を実行した均等化回路は、その旨をＥＣＵ２に通知する。均等化回路Ａ１〜ＡｎからＥＣＵ２への上記通知処理は、所定時間毎の積算回数等をまとめて通知してもよいし、均等化処理が実行されるたびに通知してもよい。
【００２４】
制御部１は、再利用可能性判定装置における処理を総括的に管理する役割を有しており、ＥＣＵから受信する情報等に基づく判定処理等を行なう。制御部１は、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１と記憶部８０２とを備える。
【００２５】
表示部７は、例えば、再利用可能性判定装置における処理内容に関する情報の画面表示を行なうことのできるディスプレイである。表示部７における表示内容は、例えば、制御部１により制御される。
【００２６】
図２は、本実施例に係る再利用可能性判定装置が備える機能を示す機能ブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、本実施例に係る再利用可能性判定装置は、均等化処理部１０１、実行回数情報取得部１０２および判定部１０３を備えている。これらの各機能の一部または全部は、例えば、制御部１における記憶部８０２に格納されているプログラムをＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１により実行することにより、あるいは回路的に実現することができる。
【００２８】
均等化処理部１０１は、それぞれが複数の単電池ｂ１〜ｂｎから構成される複数のブロックＧ1〜Ｇｎ（それぞれのブロックがグループに相当）から構成されている組電池において、それぞれのブロックＧ1〜Ｇｎを構成する複数の単電池間で閾値を超える電圧値ばらつきが生じた場合に複数の単電池それぞれの電圧値を均等化させる「均等化処理」を実行する。具体的に、ここでの均等化処理部１０１は、均等化回路Ａ１〜Ａｎに相当する。
【００２９】
実行回数情報取得部１０２は、均等化処理部１０１における均等化処理の実行回数を示す情報を、複数のグループそれぞれについて取得する。ここでの「均等化処理の実行回数を示す情報」としては、例えば、実際の均等化処理の実行回数のカウント値でもよいし、実行回数に対応付けてあらかじめ決められている所定の識別情報等であってもよい。
【００３０】
判定部１０３は、実行回数情報取得部１０２にて取得される情報が示す各ブロックＧ1〜Ｇｎでの実行回数に基づいて、各ブロックＧ1〜Ｇｎの再利用可能性をブロック単位で判定する。換言すれば、判定部１０３は、実行回数情報取得部１０２にて取得される情報が示す各ブロックＧ1〜Ｇｎでの実行回数から得られる所定の評価値が閾値を超える場合には、閾値を超えたブロックについて劣化が進んでいる（すなわち、電池が再利用不可能）旨の判定を行う。一方、ブロックＧ1〜Ｇｎの中で均等化処理の実行回数が閾値よりも少ないブロックについては、容量バラツキが小さく（すなわち劣化バラツキが小さく）、劣化が少なく再利用可能であると判定する。
【００３１】
このような判定方法により電池の再利用可能性を判定することで、個々の単電池の容量測定をせずとも、電池が再利用可能か否かを判定することができる。
【００３２】
また、上記判定方法によれば、電池パックを車両に積載した状態で、当該電池パックを構成する電池の再利用可能性を判定することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、「グループ」が、「ブロック」に相当する場合を例示したが、これに限られるものではなく、均等化回路による均等化処理の対象となる単位を意味している。
【００３４】
均等化処理部１０１における均等化処理の実行回数を示す情報は、例えば、ＥＣＵ２の記憶部２０２にて記憶されている。
【００３５】
具体的に、判定部１０３は、実行回数情報取得部１０２にて取得される情報から求められる積算実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、劣化しており再利用不可能であると判定する。図３は、積算実行回数に基づく判定処理を行なう場合に、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１が参照するデータテーブルの一例を示す図である。当該データテーブルは、例えば、記憶部８０２や記憶部２０２に格納されている。
【００３６】
また、判定部１０３は、実行回数情報取得部１０２にて取得される情報から求められる単位期間あたりの実行回数が所定値を超えるグループを構成する複数の単電池については、劣化しており再利用不可能であると判定することもできる。図４は、単位期間あたりの実行回数に基づく判定処理を行なう場合に、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８０１が参照するデータテーブルの一例を示す図である。当該データテーブルは、例えば、記憶部８０２や記憶部２０２に格納されている。
【００３７】
このとき、判定部１０３による劣化判定は、ブロック単位で行なわれる。
【００３８】
この他、均等化処理部１０１における均等化処理の実行回数を示す情報は、組電池の状態を監視する電池監視ユニット９にて記憶させることもできる。
【００３９】
電池監視ユニット９は、組電池Ｃを構成する複数の単電池ｂ１〜ｂｎにおける電圧値を監視したり、組電池Ｃの電流値を監視したりする。複数の単電池ｂ１〜ｂｎにおける電圧値としては、各単電池ｂ１〜ｂｎの電圧値であってもよいし、複数の単電池ｂ１〜ｂｎを複数のグループに分けたときの各グループの電圧値であってもよい。電池監視ユニット９で得られた情報は、不図示のＰＣＵ（Power Control Unit）に送られ、組電池Ｃの充放電を制御するために用いられる。
【００４０】
また、判定部１０３は、上述のようにして得られる判定結果を、例えば表示部７にて画面表示させたり、所定の送信先に対して通知することができる。ここでの表示部７は、サービスマン等が作業時に視認しやすいように電池パック付近に配置してもよいし、さらに視認性を高めるためにカーナビゲーションシステムのディスプレイと兼用してもよい。また、表示部７は、必ずしもディスプレイである必要はなく、簡単なランプとすることもできる。
【００４１】
図５は、本実施例による再利用可能性判定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
実行回数情報取得部１０２は、均等化処理部１０１における均等化処理（均等化処理ステップ）の実行回数を示す情報を、複数のグループそれぞれについて取得する（実行回数情報取得ステップ）（Ｓ１０１）。
【００４３】
判定部１０３は、実行回数情報取得部１０２にて取得される情報が示す各ブロックＧ1〜Ｇｎでの実行回数に基づいて（Ｓ１０２）、各ブロックＧ1〜Ｇｎの再利用可能性をブロック単位で判定する（判定ステップ）（Ｓ１０３）。
【００４４】
また、上述した再利用可能性判定装置による判定処理は、電池パックを車両に搭載した状態でも実行できるため、リアルタイムでの電池再利用可能性の判定を行うために再利用可能性判定装置を車両に搭載することもできる。
【００４５】
なお、上述の実施例では、劣化判定の対象がリチウムイオン電池である場合を例に挙げたが、複数のニッケル水素電池の電池セルを電気的に接続して構成される組電池等にも適用可能であることは言うまでもない。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１：均等化処理部                    １０２：実行回数情報取得部
１０３：判定部                          ｂ１〜ｂｎ：単電池
Ｇ１〜Ｇｎ：ブロック                    ｋ１〜ｋｎ：電圧検出ライン
Ａ１〜Ａｎ：均等化回路
【図１】
2013036936.tif 000003
【図２】
2013036936.tif 000004
【図３】
2013036936.tif 000005
【図４】
2013036936.tif 000006
【図５】
2013036936.tif 000007