JP5772615B2 - 蓄電システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電素子を充電又は放電させたときの電流積算量に基づいて、劣化状態を判定する蓄電システムに関する。

二次電池は、劣化が進行するにつれて、容量が低下する傾向がある。したがって、二次電池の容量を測定することにより、二次電池の劣化状態を判定することができる。二次電池の容量は、二次電池を放電させながら電流値を取得し続け、これらの電流値を積算することによって得ることができる。

特開２００９−０６３５５５号公報

組電池では、複数の二次電池が電気的に接続されており、複数の二次電池における電圧値にバラツキが発生することがある。二次電池の電圧値にバラツキが発生していると、二次電池の容量を測定するために二次電池を放電しているとき、最も低い電圧値が、二次電池の過放電を防止するための閾値よりも低下してしまうおそれがある。

二次電池の電圧値が閾値よりも低下すると、二次電池の放電が禁止されるため、電流値を取得できず、電流積算量を算出することもできなくなってしまう。また、電流積算量に基づいて、二次電池の劣化状態を判定することもできなくなってしまう。

本願第１の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、監視ユニットと、電流センサと、コントローラとを有する。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。監視ユニットは、複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値を監視する。電流センサは、蓄電装置に流れる電流値を検出する。コントローラは、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に変化するまでの間において、電流センサから取得した電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出する。また、コントローラは、積算される電流値を取得するとき、各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を変更する。具体的には、蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、電圧閾値を低下させる。ここで、複数のブロックの電圧値のうち、最も高い電圧値を、第１電圧から第２電圧に低下させることができる。一方、蓄電装置の充電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に上昇させるときには、電圧閾値を上昇させる。ここで、複数のブロックの電圧値のうち、最も低い電圧値を、第１電圧から第２電圧に上昇させることができる。

複数のブロックにおいて、電圧値のバラツキが発生していると、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に変化させるときに、いずれかのブロックの電圧値が電圧閾値を超えてしまうおそれがある。本願第１の発明によれば、上述したように電圧閾値を変更することにより、ブロックの電圧値が電圧閾値を超えてしまうのを抑制することができる。これにより、電流値を取得しやすくなり、電流積算量を算出することもできる。

積算される電流値を取得し始めるときの複数のブロックにおける電圧差が増加するほど、電圧閾値の変更量を増加させることができる。ブロックの電圧値が、変更後の電圧閾値を超えにくくすることができる。電流積算量を算出した後は、電圧閾値を変更前の値に戻すことができる。これにより、蓄電装置を負荷と接続して充放電を行うときに、変更前の電圧閾値を用いて、ブロックの電圧異常を判定することができる。

本願第２の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、監視ユニットと、電流センサと、コントローラとを有する。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。監視ユニットは、複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値を監視する。電流センサは、蓄電装置に流れる電流値を検出する。コントローラは、複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、ブロックが異常状態であると判定する。また、コントローラは、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、電流センサから取得した電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、閾値を増加方向に変更する。

蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、複数のブロックにおける電圧値の差が広がりやすく、電圧値の差が閾値よりも大きくなりやすいことがある。電圧値の差が閾値よりも大きいときには、ブロックが異常状態と判定されるため、電流積算量の算出が中断されてしまうことがある。本願第２の発明によれば、閾値を増加方向に変更することにより、蓄電装置を放電しても、電圧値の差が閾値よりも大きくなり難くしている。これにより、電流積算量の算出を中断させることなく完了させることができる。

閾値は、複数のブロックにおける電圧値の差や、複数のブロックにおける電圧値のうち、最小を示す電圧値や、蓄電装置の温度に基づいて、決定することができる。ここで、電流値の積算を開始したときの電圧値の差が増加するほど、又は、電流値を積算している間の電圧値の差が増加するほど、閾値を増加させることができる。また、電流値の積算を開始したときの最小の電圧値が低くなるほど、又は、電流値を積算している間の最小の電圧値が低くなるほど、閾値を増加させることができる。さらに、蓄電装置の温度が高くなるほど、閾値を小さくさせることができる。複数のブロックにおける電圧値の差としては、最大の差を用いることができる。

電流積算量を算出した後において、ブロックの電圧値が、蓄電装置の充放電制御で用いられる下限電圧よりも高くなったときに、閾値を変更前の値に戻すことができる。電流積算量を算出した直後では、蓄電装置が放電されたままであり、ブロックの電圧値の差が、変更前の閾値よりも大きいままとなっているおそれがある。

この場合において、電流積算量を算出した直後に、閾値を変更前の値に戻してしまうと、ブロックが異常状態であると判定されてしまう。そこで、ブロックの電圧値が下限電圧よりも高くなるまでは、閾値を変更後の値に維持することにより、ブロックが異常状態であると判定されるのを抑制することができる。ブロックの電圧値が上昇させれば、ブロックの電圧値の差を小さくすることができ、閾値を変更前の値に戻すことができる。第２電圧は、下限電圧よりも低い値である。

各ブロックは、直列に接続された複数の蓄電素子で構成することができる。また、各ブロックは、各蓄電素子で構成することができる。蓄電装置は、車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータに電力を供給することができる。

本願第３の発明は、蓄電装置の容量を判定する判定方法である。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値が、第１電圧から第２電圧に変化するまでの間において、蓄電装置に流れる電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出する。ここで、積算される電流値を取得するとき、各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を変更する。具体的には、蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、電圧閾値を低下させる。一方、蓄電装置の充電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に上昇させるときには、電圧閾値を上昇させる。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。

本願第４の発明は、蓄電装置の異常状態を判定する判定方法である。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときにおいて、複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、ブロックが異常状態であると判定する。ここで、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、蓄電装置に流れる電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、閾値を増加方向に変更する。本願第４の発明においても、本願第２の発明と同様の効果を得ることができる。

電池システムの構成を示す図である。 監視ユニットの構成を示す図である。 実施例１において、電池ブロックの劣化状態を判定する処理（劣化診断処理）を示すフローチャートである。 実施例１において、組電池を放電したときのブロック電圧（最大値および最小値）の挙動を示す図である。 劣化前のブロック電圧の挙動と、劣化後のブロック電圧の挙動とを示す図である。 ブロック電圧の差と、異常判定閾値の変更量との関係を示す図である。 電池ブロックのＳＯＣおよびＯＣＶの関係を示す図である。 実施例２において、劣化診断処理を行うときのフローチャートである。 ブロック電圧の差と、閾値（電圧差）との関係を示す図である。 実施例２において、ブロック電圧の変化と、電流値の変化と、閾値（電圧差）の変化を示す図である。 実施例２の変形例において、劣化診断処理を行うときのフローチャートである。 ブロック電圧の最小値と、閾値（電圧差）との関係を示す図である。 組電池の温度と、閾値（電圧差）との関係を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。

車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。本実施例では、車両で用いられる組電池について説明するが、車両以外の機器で用いられる組電池に対しても本発明を適用することができる。

組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１が直列に接続されているが、並列に接続された複数の単電池１１が組電池１０に含まれていてもよい。

監視ユニット２０は、図２に示すように、第１監視ユニット２１および第２監視ユニット２２を有する。第１監視ユニット２１は、各単電池１１の端子間電圧（電池電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ３０（図１参照）に出力する。本実施例において、組電池１０を構成する複数の単電池１１は、複数の電池ブロック１２に分けられている。複数の電池ブロック１２は、直列に接続されている。各電池ブロック１２では、複数の単電池１１が直列に接続されている。

電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、適宜設定することができる。また、組電池１０に含まれる電池ブロック１２の数も適宜設定することができる。複数の電池ブロック１２において、各電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、互いに等しくなっている。第１監視ユニット２１は、各電池ブロック１２に対して設けられており、第１監視ユニット２１は、電池ブロック１２の数だけ設けられている。第２監視ユニット２２は、各電池ブロック１２の端子間電圧（ブロック電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。

コントローラ３０は、メモリ３１を有する。メモリ３１は、コントローラ３０が所定の処理を行うための各種の情報を記憶している。本実施例では、メモリ３１が、コントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることもできる。

電流センサ４１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。組電池１０を放電するときには、電流値を正の値とし、組電池１０を充電するときには、電流値を負の値とすることができる。

組電池１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに対しては、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（後述する昇圧回路４２など）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。

組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができる。次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了する。組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。

昇圧回路４２は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、組電池１０と接続されており、組電池１０の出力電圧を昇圧する。昇圧回路４２は、昇圧後の電力をインバータ４３に出力する。また、昇圧回路４２は、インバータ４３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。本実施例の電池システムでは、昇圧回路４２を用いているが、昇圧回路４２を省略することもできる。

インバータ４３は、昇圧回路４２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ４４に出力する。モータ・ジェネレータ４４としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ４４は、インバータ４３から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ４４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ４４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ４３は、モータ・ジェネレータ４４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路４２に出力する。昇圧回路４２は、インバータ４３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。

正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、組電池１０の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機４６に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、コントローラ３０からの制御信号を受けて動作する。補機４６は、組電池１０からの電力を受けて作動することができる電子機器である。補機４６としては、例えば、コントローラ３０、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐを駆動する回路、空調設備、ランプ、音響設備、ディスプレイがある。

次に、組電池１０の劣化を診断する処理について説明する。図３は、劣化診断処理を説明するフローチャートである。図３に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。劣化診断処理は、コントローラ３０が劣化診断処理の要求を受けたときに開始される。

ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、電池ブロック１２の電圧異常を判定する閾値（異常判定閾値）を変更する。図３に示す処理を行う場合において、異常判定閾値は、電池ブロック１２が過放電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値である。電池ブロック１２のブロック電圧が異常判定閾値よりも低いとき、コントローラ３０は、電池ブロック１２が過放電状態であると判定し、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力（充放電）を制限することができる。

組電池１０の入出力を制限するとき、コントローラ３０は、組電池１０の入出力を許容する上限電力を低下させることができる。上限電力は、組電池１０の入力（充電）および出力（放電）のそれぞれに対して設定される。組電池１０の入力および出力のそれぞれに対して設定される上限電力は、同じ値であってもよいし、互いに異なっていてもよい。上限電力を低下させることには、上限電力を０［ｋＷ］に設定することも含まれる。上限電力を０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の入出力が行われないことになる。

コントローラ３０は、劣化診断処理を行うときには、異常判定閾値を低下させる。図４に示すように、劣化診断処理を行うときの異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）は、劣化診断処理を行わないときの異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低い。劣化診断処理を行わないときとは、組電池１０を負荷（昇圧回路４２）と接続して、組電池１０の充放電を制御するときである。

異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）は、単電池１１の安全性を確保するために必要な最低限の電圧値に基づいて、設定することができる。単電池１１の安全性を確保するための電圧値が分かれば、この電圧値に対して、電池ブロック１２を構成する単電池１１の数を乗算すれば、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を求めることができる。

ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、組電池１０の放電を開始させる。例えば、組電池１０の電力を補機４６に供給することにより、組電池１０を放電させることができる。また、組電池１０の正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに負荷を接続して、組電池１０を放電させることができる。

ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。そして、コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧（第１電圧に相当する）Ｖｓよりも低いか否かを判別する。複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときには、例えば、最も高いブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低いか否かを判別することができる。

開始電圧Ｖｓは、組電池１０に流れる電流値を取得し始めるタイミングを決定する電圧値であり、適宜設定することができる。本実施例では、後述するように、組電池１０を放電したときの電流積算量ΣＩを取得するため、電流積算量ΣＩを取得しやすいように、開始電圧Ｖｓは、電池ブロック１２のＳＯＣ（State of Charge）が高い状態にあるときのブロック電圧に設定しておくことが好ましい。開始電圧Ｖｓに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。

劣化診断処理を行うときには、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓ以上としておく必要がある。例えば、劣化診断処理を行う前には、組電池１０が満充電状態となるまで、組電池１０を充電しておくことができる。組電池１０の放電によって、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低くなったときには、ステップＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、電流センサ４１の出力に基づいて、組電池１０に流れる電流値Ｉを取得する。組電池１０を放電し続けている間、コントローラ３０は、電流値Ｉを取得し続ける。取得した電流値Ｉは、メモリ３１に記憶することができる。

ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。組電池１０は放電し続けているため、ブロック電圧Ｖｂは低下する。コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧（第２電圧に相当する）Ｖｅよりも低いか否かを判別する。終了電圧Ｖｅは、組電池１０に流れる電流値Ｉの取得を終了させるタイミングを決定する電圧値である。終了電圧Ｖｅに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。

終了電圧Ｖｅは、開始電圧Ｖｓよりも低い電圧値であり、適宜設定することができる。後述する電流積算量ΣＩを取得しやすいように、終了電圧Ｖｅは、電池ブロック１２のＳＯＣが低い状態にあるときのブロック電圧に設定しておくことが好ましい。

ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅよりも低いときには、ステップＳ１０６の処理に進み、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅよりも高いときには、ステップＳ１０４の処理に戻る。すなわち、ブロック電圧Ｖｂが、開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅに変化（低下）するまで、電流値Ｉが取得される。

ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、組電池１０の放電を停止させる。具体的には、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替えることができる。組電池１０の放電を停止させた後では、図４に示すように、ブロック電圧Ｖｂは上昇する。組電池１０の放電を停止した直後では、電池ブロック１２（単電池１１）に分極が発生している。分極状態は、時間の経過とともに解消するため、分極状態の解消によって、ブロック電圧Ｖｂが上昇する。

ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、ステップＳ１０４で取得した電流値Ｉを積算して、電流積算量ΣＩ（放電量）を算出する。ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、ステップＳ１０７で算出した電流積算量ΣＩを、基準となる電流積算量ΣＩと比較することにより、組電池１０が劣化しているか否かを判別する。

基準となる電流積算量ΣＩは、組電池１０の劣化を判別するときに基準となる電流積算量ΣＩである。基準となる電流積算量ΣＩとしては、例えば、初期状態の組電池１０を放電させたときに取得された電流積算量ΣＩを用いることができる。初期状態とは、組電池１０を製造した直後の状態をいう。基準となる電流積算量ΣＩを算出するときにも、ブロック電圧Ｖｂを、開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで変化させながら、電流値Ｉを取得する。

図５は、電池ブロック１２（組電池１０）を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図である。図５の縦軸は、ブロック電圧を示し、図５の横軸は、電池ブロック１２の放電容量［Ａｈ］を示す。図５の実線は、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化していないときの放電カーブを示し、図５の点線は、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化したときの放電カーブを示す。点線に示す放電カーブは、電池ブロック１２（組電池１０）の劣化状態に応じて変化する。

図５に示すように、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化すると、電池ブロック１２（組電池１０）の容量は低下してしまう。言い換えれば、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化すると、電流積算量ΣＩは低下してしまう。単電池１１がリチウムイオン二次電池であるときには、例えば、リチウムの析出や摩耗劣化によって、電池ブロック１２が劣化してしまう。

このため、ステップＳ１０７で算出された電流積算量ΣＩが、基準となる電流積算量ΣＩに対して低下するほど、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化していることになる。したがって、ステップＳ１０７で算出された電流積算量ΣＩと、基準となる電流積算量ΣＩとを比較することにより、電池ブロック１２（組電池１０）の劣化状態を判定することができる。劣化診断処理を行った後は、組電池１０は、充電することが好ましい。

劣化診断処理を行った後において、コントローラ３０は、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に戻す。ここで、図４に示すように、ブロック電圧Ｖｂは、電池ブロック１２の分極状態が解消することに応じて変化する。このため、電池ブロック１２の分極状態が解消されるのを待ってから、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に戻すことができる。具体的には、分極状態が解消される時間（解消時間）を予め求めておき、組電池１０の放電を停止したときからの経過時間が解消時間よりも長くなったときに、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に変更することができる。または、劣化診断処理を行った後に、組電池１０を充電し、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも一度でも高くなったときに、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に変更することができる。

図３に示す処理では、組電池１０を継続的に放電することによって、電流積算量ΣＩ（放電量）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０を継続的に充電することによって、電流積算量ΣＩ（充電量）を算出することができる。

例えば、外部電源の電力を組電池１０に供給することにより、組電池１０を継続的に充電することができる。外部電源は、車両の外部において、車両とは別に設けられた電源である。外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。

図１に示す電池システムにおいては、充電器を追加することができる。具体的には、組電池１０の正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに対して、充電器を接続することができる。外部電源が交流電力を供給するとき、充電器は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に供給することができる。外部電源が直流電力を供給するとき、外部電源からの直流電力を組電池１０に供給することができる。

組電池１０を継続的に充電するときにも、電流値Ｉを取得し始めるときのブロック電圧（開始電圧）と、電流値Ｉの取得を終了させるときのブロック電圧（終了電圧）とを設定しておく。そして、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧から終了電圧に変化（上昇）するまでの間で電流値Ｉを取得し、電流積算量ΣＩを算出すればよい。複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときには、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂが開始電圧から終了電圧に上昇するまでの間において、電流値Ｉを取得することができる。

開始電圧および終了電圧は、適宜設定することができる。例えば、開始電圧を、本実施例で説明した終了電圧Ｖｅとし、終了電圧を、本実施例で説明した開始電圧Ｖｓとすることができる。組電池１０の充電を開始するときには、ブロック電圧Ｖｂを、開始電圧よりも低くしておく必要がある。

組電池１０を充電することによって、電流積算量ΣＩを算出するときにも、本実施例で説明したように、異常判定閾値を変更することができる。この異常判定閾値は、電池ブロック１２が過充電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値である。電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制するための異常判定閾値よりも高くなったときには、組電池１０の入出力を制限することができる。組電池１０の入出力を制限する方法は、上述した通りである。過充電を抑制するための異常判定閾値を変更するときには、異常判定閾値を上昇させればよい。

過放電又は過充電を抑制するための異常判定閾値を変更するときには、変更量を固定値とすることもできるし、変更量を変化させることもできる。変更量を固定値とするときには、固定値を予め決めておき、固定値に関する情報をメモリ３１に記憶することができる。

一方、異常判定閾値の変更量を変化させるときには、例えば、図６に示すように、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂと、異常判定閾値の変更量ΔＶｔｈとの関係を予め決めておけばよい。図６に示す情報は、メモリ３１に記憶することができる。劣化診断処理を開始するときにブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂを算出すれば、図６に示す関係から、異常判定閾値の変更量を決定することができる。

ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂとしては、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂの差の最大値を用いることができる。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂが大きくなるほど、異常判定閾値の変更量ΔＶｔｈを大きくすることができる。

本実施例によれば、劣化診断処理を行うときに、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうのを抑制することができる。複数の電池ブロック１２では、電池ブロック１２の入出力特性の差などによって、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生することがある。ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときにおいて、例えば、図４に示すように、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させようとすると、最も低いブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうことがある。

最も低いブロック電圧Ｖｂを監視し、最も低いブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達したときに、電流値Ｉの取得を終了させることもできる。しかし、この場合には、高い側のブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達していないことがある。電流積算量ΣＩの算出精度を向上させるためには、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させることが好ましい。最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させると、最も低いブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうことがある。

ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなると、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力が制限されてしまい、例えば、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させにくくなってしまう。この場合には、最も高いブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達するまでの電流値Ｉを取得し難くなってしまい、電流積算量ΣＩを算出することができなくなってしまうことがある。

本実施例では、劣化診断処理を行うときだけ、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）に低下させることにより、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）よりも低下し難くしている。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで低下させることができ、電流積算量ΣＩを算出することができる。電流積算量ΣＩを算出することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の劣化状態を判定することができる。

一方、複数の電池ブロック１２に対して、ブロック電圧Ｖｂを均等化させる処理を行うことができる。均等化処理では、例えば、ブロック電圧Ｖｂが高い側の電池ブロック１２を放電させることにより、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制することができる。

均等化処理を行えば、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制することはできるが、ブロック電圧Ｖｂが一致しないこともある。また、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制しても、各電池ブロック１２の劣化状態やＳＯＣに応じて、均等化処理を行った後のブロック電圧Ｖｂの挙動が変化してしまうことがある。例えば、電池ブロック１２のＳＯＣが低下しているときには、ブロック電圧Ｖｂが急激に低下して、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低下してしまうおそれがある。そこで、均等化処理を行うときであっても、本実施例のように、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）に変更することが好ましい。

ブロック電圧Ｖｂが、変更後の異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）よりも低下したときには、組電池１０（電池ブロック１２）の放電を終了させることができる。ここで、一部の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅまで到達していないときには、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達した電池ブロック１２だけに対して、劣化状態の診断を行うことができる。

具体的には、算出した電流積算量ΣＩと、基準となる電流積算量ΣＩとを比較した結果、電池ブロック１２の劣化が進行していないと判定したときには、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達した電池ブロック１２について、使用し続けることができると判定することができる。

組電池１０の充電によって電流積算値ΣＩを算出するときに、異常判定閾値を上昇させた場合であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂのバラツキが発生しているとき、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させようとすると、最も高いブロック電圧が、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうことがある。

最も高いブロック電圧Ｖｂを監視し、最も高いブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達したときに、電流値Ｉの取得を終了させることもできる。しかし、この場合には、低い側のブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達していないことがある。電流積算量ΣＩの算出精度を向上させるためには、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで上昇させることが好ましい。最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させると、最も高いブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうことがある。

ブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなると、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力が制限されてしまい、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させにくくなってしまう。この場合には、最も低いブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達するまでの電流値Ｉを取得し難くなってしまい、電流積算量ΣＩを算出することができなくなってしまうことがある。

ここで、劣化診断処理を行うときだけ、異常判定閾値を上昇させることにより、ブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなりにくくしている。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧から終了電圧まで上昇させることができ、電流積算量ΣＩを算出することができる。電流積算量ΣＩを算出することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の劣化状態を判定することができる。

本実施例では、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅに変化するまでの電流積算量ΣＩを算出しているが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の電池電圧を監視し、電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの電流積算量ΣＩを算出することができる。

この場合において、開始電圧および終了電圧は、電池電圧に対応した値となる。また、異常判定閾値も、電池電圧に対応した値となる。異常判定閾値には、単電池１１が過放電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値や、単電池１１が過充電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値が含まれる。

電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの間で電流値を取得するときには、本実施例と同様に、異常判定閾値を変更することができる。これにより、最も低い電池電圧が、過放電を抑制する異常判定閾値よりも低くなってしまうのを抑制することができる。また、最も高い電池電圧が、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうのを抑制することができる。したがって、電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの間において、電流値Ｉを取得することができる。

本発明の実施例２である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

本実施例では、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂの差に基づいて、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別するようにしている。特定の電池ブロック１２に異常状態（例えば、短絡による異常）が発生していると、特定の電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂは、他の電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂよりも低くなり、ブロック電圧Ｖｂの差が増加する。

そこで、ブロック電圧Ｖｂの差を監視することにより、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別することができる。電池ブロック１２が異常状態であるときには、実施例１で説明したように、組電池１０の入出力を制限することができる。

具体的には、ブロック電圧Ｖｂの差に関する閾値（電圧差）ΔＶｔｈを予め設定しておき、ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも高いときには、電池ブロック１２が異常状態であると判別することができる。ここで、ブロック電圧Ｖｂの差は、ブロック電圧Ｖｂの差の最大値とすることができる。すなわち、最大値を示すブロック電圧Ｖｂと、最小値を示すブロック電圧Ｖｂとの差を、ブロック電圧Ｖｂの差とすることができる。

ブロック電圧Ｖｂの差の最大値を監視することにより、すべての電池ブロック１２に対して、異常状態の判別を行うことができる。閾値(電圧差)ΔＶｔｈは、電池ブロック１２の異常状態を特定する観点に基づいて、適宜設定することができる。閾値(電圧差)ΔＶｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。

実施例１で説明したように、劣化診断処理を行うときには、組電池１０を放電し続けることになる。組電池１０の放電によって、電池ブロック１２のＳＯＣが低下すると、ブロック電圧Ｖｂの差が広がりやすくなる。この点に関して、以下に具体的に説明する。

図７は、電池ブロック１２のＳＯＣおよび開放電圧（ＯＣＶ、Open Circuit Voltage）の関係を示す図である。図７に示すように、電池ブロック１２のＳＯＣが低下することに応じて、電池ブロック１２のＯＣＶも低下する。また、ＳＯＣが低い側の領域では、電池ブロック１２のＯＣＶが急激に低下してしまう。このため、電池ブロック１２のＳＯＣが低下すると、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣに対するＯＣＶの変化量ΔＯＣＶが増加する。

図７に示すように、同一の変化量ΔＳＯＣに対して、電池ブロック１２のＳＯＣが低い側でのＯＣＶ変化量ΔＯＣＶ１は、電池ブロック１２のＳＯＣが高い側でのＯＣＶ変化量ΔＯＣＶ２よりも大きくなる。したがって、組電池１０の放電によって、電池ブロック１２のＳＯＣを低下させると、ＯＣＶの変化量（低下量）が増加する。ここで、ＯＣＶ（又はＳＯＣ）のバラツキが発生している複数の電池ブロック１２を放電させると、電池ブロック１２のＳＯＣが低下するにつれて、複数の電池ブロック１２におけるＯＣＶの差が広がってしまう。

また、単電池１１として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、単電池１１のＳＯＣが低下するほど、単電池１１の内部抵抗が増加する傾向がある。ここで、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）によって検出されたブロック電圧Ｖｂ（ＣＣＶ、Closed Circuit Voltage）と、電池ブロック１２のＯＣＶとは、下記式（１）の関係を有する。

ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｉ×Ｒ ・・・（１）
式（１）において、Ｉは、電池ブロック１２に流れる電流値であり、Ｒは、電池ブロック１２の内部抵抗である。電流値Ｉおよび内部抵抗Ｒの積は、電池ブロック１２の内部抵抗による電圧変化量に相当する。

電池ブロック１２のＳＯＣが低下することに応じて、電池ブロック１２の内部抵抗が増加すると、ＩＲに相当する電圧変化量が増加する。複数の電池ブロック１２において、ＯＣＶの差が発生しているときには、ＯＣＶの差の影響だけでなく、ＩＲに相当する電圧変化量の影響を受けて、複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂ（ＣＣＶ）の差が広がってしまう。

一方、劣化診断処理を行うときには、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを、できるだけ低下させることが好ましい。具体的には、車両の走行時において、組電池１０の充放電制御で用いられるＳＯＣの下限値よりも、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを低下させることが好ましい。組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを低下させることにより、幅広いＳＯＣの範囲内において、電流積算量ΣＩを取得することができる。このように電流積算量ΣＩを取得すれば、図５に示すような放電容量を確認しやすくなり、劣化診断処理の精度を向上させることができる。

劣化診断処理において、電池ブロック１２のＳＯＣを低下させてしまうと、上述した理由により、ブロック電圧Ｖｂの差が広がりやすくなってしまう。すなわち、ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくなりやすくなってしまう。ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくなったときには、電池ブロック１２が異常状態であると判別され、組電池１０の入出力が制限されてしまう。ここで、劣化診断処理を行っているときに、組電池１０の入出力が制限されると、劣化診断処理を完了させることができなくなってしまうおそれがある。

本実施例では、劣化診断処理を行うときには、ブロック電圧Ｖｂの差が広がることを考慮して、閾値(電圧差)ΔＶｔｈを変更するようにしている。具体的には、劣化診断処理で用いられる閾値(電圧差)ΔＶｔｈを、劣化診断処理を行わないときの閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくしている。これにより、劣化診断処理が中断してしまうのを抑制することができる。

本実施例の処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。

ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、劣化診断処理を実行するか否かを判別する。具体的には、コントローラ３０は、劣化診断処理の要求を受けているか否かを判別する。劣化診断処理を実行するときには、ステップＳ２０２の処理に進み、劣化診断処理を実行しないときには、ステップＳ２０６の処理に進む。

ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、各電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。このブロック電圧Ｖｂは、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂである。また、コントローラ３０は、取得したブロック電圧Ｖｂに基づいて、ブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘを算出する。

ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、上述した閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２を設定する。第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２は、ステップＳ２０２で算出したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに応じて設定される。具体的には、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２は、図９に示すマップに基づいて設定することができる。図９に示すマップ（一例）では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２が増加している。

劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、劣化診断処理（組電池１０の放電）によって、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが広がりやすい。したがって、図９に示すマップでは、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２を増加させている。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘの変化量に対する第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２の変化量は、予め実験を行うことにより、決めておくことができる。図９では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２との関係を、一次関数として表しているが、これは例示であって、これに限るものではない。図９に示すマップは、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。

本実施例では、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、劣化診断処理を行っている間のブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することもできる。ブロック電圧Ｖｂは、所定の周期で取得することができるため、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘも所定の周期で算出することができる。したがって、劣化診断処理を行っている間において、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを算出するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。

ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、劣化診断処理を行う。劣化診断処理の方法は、実施例１で説明した方法と概ね同様である。ここで、実施例１では、異常判定閾値Ｖｔｈを変更しているが、本実施例では、異常判定閾値Ｖｔｈを変更してもよいし、変更しなくてもよい。本実施例では、図３に示す処理において、少なくともステップＳ１０２〜ステップＳ１０８の処理が行われればよい。

劣化診断処理を終了した後、ステップＳ２０５において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、最小値としてのブロック電圧Ｖｂを取得する。そして、コントローラ３０は、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも高いか否かを判別する。

劣化診断処理を完了したとき、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣは、車両の走行時において組電池１０の充放電制御で用いられるＳＯＣの下限値（下限ＳＯＣという）よりも低くなっている。劣化診断処理を行った後は、車両の走行が行われるため、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを下限ＳＯＣよりも高い値に上昇させる必要がある。このため、正常閾値Ｖｏｋとしては、下限ＳＯＣに対応したブロック電圧Ｖｂに設定したり、このブロック電圧Ｖｂよりも高いブロック電圧Ｖｂに設定したりすることができる。

ブロック電圧（最小値）Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くしておけば、すべての電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くすることができる。正常閾値Ｖｏｋの設定は、組電池１０の充放電によって車両の走行を確保することができる観点に基づいて、適宜設定することができる。正常閾値Ｖｏｋに関する情報は、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。

ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも高くなると、ステップＳ２０６の処理に進む。ステップＳ２０６において、コントローラ３０は、閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１に設定する。ここで、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するまでは、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２が維持される。

第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１は、劣化診断処理を行わないときに設定される閾値(電圧差)ΔＶｔｈであり、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２よりも小さい値である。一方、ステップＳ２０１の処理からステップＳ２０６の処理に進んだときにも、コントローラ３０は、閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１を設定する。

劣化診断処理を行わないとき、言い換えれば、車両を走行させるときには、電池ブロック１２のＳＯＣが下限ＳＯＣよりも高い範囲内で変化するように、組電池１０の充放電が制御される。この場合には、ブロック電圧が急激に低下しないＳＯＣの範囲内において、電池ブロック１２のＳＯＣが変化することになるため、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが広がり難くなる。したがって、劣化診断処理を行わないときの閾値（電圧差）ΔＶｔｈとしては、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２よりも小さい第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１が設定される。

本実施例では、劣化診断処理が完了した後であっても、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するまでは、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を維持している。劣化診断処理が完了した直後では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１よりも大きいままとなっていることがある。ここで、劣化診断処理が完了した直後に、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更すると、劣化診断処理を完了した後の車両の走行において、組電池１０の入出力が直ぐに制限されてしまうことがある。

そこで、本実施例では、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するのを待ってから、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更している。ブロック電圧（最小値）Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くすれば、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを狭めることができ、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更しても、組電池１０の入出力が直ぐに制限されてしまうのを抑制することができる。

図１０には、図８に示す処理を行ったときにおいて、ブロック電圧Ｖｂの変化、組電池１０に流れる電流値の変化、閾値(電圧差)ΔＶｔｈの変化を示す。図１０では、放電電流値を正の値とし、充電電流値を負の値としている。

劣化診断処理を開始するまでは、閾値(電圧差)ΔＶｔｈは、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に設定されている。劣化診断処理を行うために、時刻ｔ１において、放電を開始させると、閾値（電圧差）ΔＶｔｈは、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１から第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２に変更される。

劣化診断処理を行っている間は、定電流で放電が行われる。ここで、放電電流値は、適宜設定することができる。なお、図１０では、定電流で放電しているが、劣化診断処理を行っている間において、電流値を変化させてもよい。例えば、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低下してから、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達する前までの間において、電流値を増加させることができる。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで素早く変化させることができ、劣化診断処理に要する時間を短縮することができる。

時刻ｔ２において、ブロック電圧（最大値）Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達すると、劣化診断処理を終了する。終了電圧Ｖｅは、正常閾値Ｖｏｋよりも低い値である。時刻ｔ２では、組電池１０（電池ブロック１２）の放電が停止し、電流値が０［Ａ］となる。電流値が０［Ａ］となった後は、組電池１０（電池ブロック１２）の分極状態に応じて、ブロック電圧Ｖｂが上昇した後に特定の電圧値に維持される。

ブロック電圧Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも低いときには、組電池１０の充電が積極的に行われ、ブロック電圧Ｖｂが上昇する。図１０では、時刻ｔ３以降において、組電池１０の充電が行われ、ブロック電圧Ｖｂが上昇している。時刻ｔ４において、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達したときには、閾値（電圧差）ΔＶｔｈが、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更される。ここで、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも一度でも高くなったときに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更することができる。

本実施例によれば、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと閾値（電圧差）ΔＶｔｈとを比較して、電池ブロック１２の異常状態を判別するシステムにおいて、劣化診断処理を行う間は、閾値（電圧差）ΔＶｔｈを変更することにより、劣化診断処理が中断されてしまうのを抑制することができる。また、劣化診断処理を行っている間も、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しておくことにより、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘおよび第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２の関係を監視し続けることができる。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘおよび第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２の関係を監視するうえでは、本実施例で説明したように、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに応じて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を変更することが好ましい。

本実施例では、ブロック電圧Ｖｂを監視しているが、実施例１でも説明したように、ブロック電圧Ｖｂの代わりに、単電池１１の電圧を監視することができる。単電池１１の電圧を監視するときには、閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１，ΔＶｔｈ２や正常閾値Ｖｏｋは、単電池１１が取り得る電圧に対応した値とすればよい。

次に、本実施例の変形例について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。図１１に示す処理において、図８で説明した処理と同じ処理については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、図８に示す処理とは異なる処理について、主に説明する。

劣化診断処理を実行するときには、ステップＳ２０７において、コントローラ３０は、図８のステップＳ２０２の処理と同様に、ブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘを算出する。また、コントローラ３０は、複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂのうち、最小値としてのブロック電圧Ｖｂ＿ｍｉｎを取得する。

ステップＳ２０８において、コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎとに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定する。具体的には、図９に示すマップと、図１２に示すマップとを用いて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。図１２に示すマップ（一例）では、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎが低下するほど、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２が増加している。

本変形例では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎと、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２とを座標軸とした３次元のマップが用いられる。３次元のマップは、実験によって予め求めておくことができ、３次元のマップに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎとを特定すれば、３次元のマップから、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定することができる。

本変形例において、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定するためのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘは、劣化診断処理を開始するときに取得したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘであってもよいし、劣化診断処理を行っている間に取得したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘであってもよい。劣化診断処理を行っている間では、所定の周期において、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを取得することができ、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを取得するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。

同様に、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定するためのブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎは、劣化診断処理を開始するときに取得したブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎであってもよいし、劣化診断処理を行っている間に取得したブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎであってもよい。劣化診断処理を行っている間では、所定の周期において、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎを取得することができ、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎを取得するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。

本実施例および本変形例では、組電池１０（電池ブロック１２）の温度も考慮して、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。組電池１０の温度を取得するためには、例えば、温度センサを用いればよい。具体的には、図１３に示すように、組電池１０の温度と、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２との関係を示すマップを予め用意しておき、このマップを用いて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。図１３に示すマップ（一例）では、組電池１０の温度が上昇するにつれて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２は低下する。

本実施例および本変形例では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘなどに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘなどの値に拘わらず、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を固定値として設定しておくことができる。この場合において、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２としては、設定できる値の最大値を用いることができる。

本実施例および本変形例では、劣化診断処理を行っている間、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、劣化診断処理を行っている間は、閾値（電圧差）ΔＶｔｈを設定せずに、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと閾値（電圧差）ΔＶｔｈとを比較する処理を省略することができる。この場合には、劣化診断処理が中断されることなく、劣化診断処理を完了させることができる。

１０：組電池（蓄電装置） １１：単電池（蓄電素子）
２０：監視ユニット ２１：第１監視ユニット
２２：第２監視ユニット ３０：コントローラ
３１：メモリ ４１：電流センサ
４２：昇圧回路 ４３：インバータ
４４：モータ・ジェネレータ ４５：ＤＣ／ＤＣコンバータ
４６：補機 ＰＬ：正極ライン
ＮＬ：負極ライン Ｒ：電流制限抵抗
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー

Claims (18)

1. 充放電を行う複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置と、
   前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
   前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
   前記蓄電装置の放電によって、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値が低下するように、前記電圧閾値を変更することを特徴とする蓄電システム。
2. 前記コントローラは、前記複数のブロックの電圧値のうち、最も高い電圧値を、前記第１電圧から前記第２電圧に低下させることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 充放電を行う複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置と、
   前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
   前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
   前記蓄電装置の充電によって、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に上昇するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値が上昇するように、電圧閾値を変更することを特徴とする蓄電システム。
4. 前記コントローラは、前記複数のブロックの電圧値のうち、最も低い電圧値を、前記第１電圧から前記第２電圧に上昇させることを特徴とする請求項３に記載の蓄電システム。
5. 前記コントローラは、積算される電流値を取得し始めるときの前記複数のブロックにおける電圧差が増加するほど、前記電圧閾値の変更量を増加させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
6. 前記コントローラは、前記電流積算量を算出した後は、前記電圧閾値を変更前の値に戻すことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電システム。
7. 充放電を行う複数の蓄電素子が直列に接続された蓄電装置と、
   前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
   前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
   前記複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、前記ブロックが異常状態であると判定するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、前記閾値を増加方向に変更することを特徴とする蓄電システム。
8. 前記コントローラは、前記電流値の積算を開始したときの前記複数のブロックにおける電圧値の差が増加するほど、又は、前記電流値を積算している間の前記複数のブロックにおける電圧値の差が増加するほど、前記閾値を増加させることを特徴とする請求項７に記載の蓄電システム。
9. 前記コントローラは、前記電流値の積算を開始したときの前記複数のブロックにおける電圧値のうち、最小の電圧値が低くなるほど、又は、前記電流値を積算している間の前記複数のブロックにおける電圧値のうち、最小の電圧値が低くなるほど、前記閾値を増加させることを特徴とする請求項７に記載の蓄電システム。
10. 前記コントローラは、前記蓄電装置の温度が高くなるほど、前記閾値を小さくさせることを特徴とする請求項８又は９に記載の蓄電システム。
11. 前記コントローラは、前記電流積算量を算出した後において、前記ブロックの電圧値が、前記蓄電装置の充放電制御で用いられる下限電圧よりも高くなったときに、前記閾値を変更前の値に戻すことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１つに記載の蓄電システム。
12. 前記第２電圧は、前記下限電圧よりも低いことを特徴とする請求項１１に記載の蓄電システム。
13. 前記各ブロックは、直列に接続された複数の前記蓄電素子を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の蓄電システム。
14. 前記各ブロックは、前記各蓄電素子を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の蓄電システム。
15. 前記蓄電装置は、車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータに電力を供給することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
16. 蓄電装置の容量を判定する判定方法であって、
    前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、
    前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値が、前記蓄電装置の放電によって、第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出し、
    積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を低下させることを特徴とする判定方法。
17. 蓄電装置の容量を判定する判定方法であって、
    前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、
    前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値が、前記蓄電装置の充電によって、第１電圧から第２電圧に上昇するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出し、
    積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を上昇させることを特徴とする判定方法。
18. 蓄電装置の異常状態を判定する判定方法であって、
    前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、
    前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときにおいて、前記複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、前記ブロックが異常状態であると判定し、
    前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、前記閾値を増加方向に変更する、
    ことを特徴とする判定方法。

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