WO2023120281A1 - 電池監視装置、バッテリマネージメントユニット - Google Patents

電池監視装置、バッテリマネージメントユニット Download PDF

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和明 馬渡
和幸 大野
久美子 川端
宏樹 松井
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery monitoring device and a battery management unit.
  • the present inventors have focused on the fact that there is a correlation between the amount of lithium deposited in a lithium ion battery and the behavior of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited. We considered estimating the amount of precipitation.
  • Battery monitoring device Including a short circuit in which both ends of the lithium ion battery are temporarily shorted to discharge, and estimation of the amount of lithium deposition based on changes in at least one of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit.
  • a precipitation amount detection unit that calculates the value, a temperature sensor that detects the battery temperature of the lithium ion battery, The deposition amount detection unit calculates a correction value obtained by correcting the estimated value with the battery temperature as the deposition amount of lithium.
  • the influence of the battery temperature included in the estimated value of the lithium deposition amount can be reduced, and the detection accuracy of the lithium deposition amount can be improved, so the reliability of the deposition amount detection unit can be ensured.
  • Battery monitoring device Including a short circuit in which both ends of the lithium ion battery are temporarily shorted to discharge, and estimation of the amount of lithium deposition based on changes in at least one of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit.
  • a precipitation amount detection unit that calculates the value, a storage unit in which a parasitic resistance value generated between the lithium ion battery and the short circuit is stored in advance; The precipitation amount detection unit calculates a correction value obtained by correcting the estimated value with the parasitic resistance value as the lithium precipitation amount.
  • the influence of the parasitic impedance included in the estimated value of the lithium deposition amount can be reduced, and the detection accuracy of the lithium deposition amount can be improved, so the reliability of the deposition amount detection unit can be ensured.
  • Battery monitoring device Including a short circuit in which both ends of the lithium ion battery are temporarily shorted to discharge, and estimation of the amount of lithium deposition based on changes in at least one of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit.
  • a precipitation amount detection unit that calculates the value, a diagnostic unit that compares a predetermined battery state estimated from the amount of lithium deposition with a battery state estimated from factors other than the amount of lithium deposition, and diagnoses whether the deposition amount detection unit is appropriate.
  • the reliability of the precipitation amount detection unit can be ensured because the diagnosis unit can diagnose the likelihood of the precipitation amount detection unit.
  • Battery monitoring device a deposition amount detection unit that calculates the amount of lithium deposition using the output of a sensor installed in the storage battery; a storage unit that stores a time change in the amount of deposited lithium as one of usage histories of the lithium ion battery.
  • the amount of deposited lithium can be detected non-destructively and appropriately in a short time, and the state of deposited lithium can be inspected.
  • a sensor for detecting deposition of lithium is installed in the battery module BM, the deposition state of lithium can be detected regardless of time and place.
  • the temporal change in the amount of deposited lithium in the storage unit as one of the usage histories of the lithium ion battery, it is possible to clearly grasp when lithium is deposited. This has the advantage of clarifying where the responsibility for lithium deposition lies.
  • battery management unit a sensor unit that monitors the battery state including the amount of lithium deposition in the lithium ion battery; Equipped with a battery control device that controls charging of the storage battery, The battery control device heats the storage battery with a heating element that raises the temperature of the storage battery when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold.
  • the lithium ion battery is heated at the timing when the lithium deposition amount increases, and the increase in the lithium deposition amount is appropriately suppressed, so the lithium ion battery can be used in a safe and highly efficient manner.
  • the battery management unit of the present invention is suitable for large-scale power storage facilities where the temperature distribution tends to expand.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a battery pack to which a battery monitoring device according to a first embodiment is applied; FIG. It is an explanatory view for explaining a lithium ion battery.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a battery management unit including a battery monitoring device; FIG. It is an explanatory view for explaining a battery monitoring device.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a deposition amount detection unit included in the battery monitoring device; It is an explanatory view for explaining a calculation method of the amount of lithium deposition.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining how to obtain a parasitic resistance value;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of calculation of the amount of deposited lithium.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining diagnosis of a precipitation amount detection unit by a diagnosis unit;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a volumetric ratio SOH of a battery; 4 is a timing chart showing output changes of various sensors before and after occurrence of abnormal heat generation.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of control processing executed by the battery monitoring device;
  • 1 is a schematic configuration diagram of a battery management system including a battery monitoring device;
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a charging system including a battery monitoring device;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining currents and voltages during charging of a battery module in a charging system that is a comparative example of the first embodiment;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of control processing executed by the battery monitoring device when charging of a battery module is started;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of control processing executed by the charger;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the flow of control processing executed by the battery monitoring device during charging of the battery module;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining currents and voltages during charging of a battery module in the charging system of the first embodiment;
  • 1 is a schematic configuration diagram of a battery evaluation system;
  • FIG. FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining the value calculation and usage proposal of a battery module by the battery evaluation system;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining rebuild information generated by the battery evaluation system;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process up to mounting the battery pack on a vehicle;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining some functions of the battery monitoring device according to the second embodiment;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining when lithium is deposited in a lithium ion battery;
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a large-capacity power storage system according to a third embodiment; It is an explanatory view for explaining an internal configuration of a large-capacity electricity storage system.
  • 1 is a schematic system configuration diagram of a large-capacity power storage system;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining temperature control of a large-capacity power storage system that is a comparative example of the third embodiment; It is an explanatory view for explaining temperature control of a large-capacity electricity storage system concerning a 3rd embodiment. It is an explanatory view for explaining a modification of temperature control.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a time suitable for battery replacement;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the charging rate, temperature, and the amount of deposited lithium; It is a schematic block diagram of the battery transportation equipment which concerns on 4th Embodiment.
  • 1 is a schematic system configuration diagram of a battery transportation device; FIG.
  • the BMU has a battery pack 1 shown in FIG.
  • the battery pack 1 includes a sealed container 11 forming an outer shell, and a plurality of battery modules BM, a battery monitoring device 20, and a battery ECU 100 are housed inside the sealed container 11 .
  • the sealed container 11 is provided with a high-pressure protection valve HPV for discharging the gas inside to the outside when the internal pressure increases.
  • HPV high-pressure protection valve
  • each battery module BM is adjusted to an appropriate temperature by a temperature controller (not shown).
  • the plurality of battery modules BM is a power supply that is connected to electrical equipment such as an electric motor (not shown) for running the vehicle and supplies power to the electrical equipment.
  • a plurality of battery modules BM are electrically connected in series.
  • the plurality of battery modules BM is an assembled battery in which a plurality of battery cells C are electrically connected in series.
  • the battery pack 1 including three battery modules BM is illustrated in the present embodiment, the number of battery modules BM is not limited to this, and can be any number.
  • the number of battery cells C constituting the battery module BM can also be an arbitrary number.
  • a part of the battery modules BM may be electrically connected in parallel.
  • the battery cells C and the battery modules BM may be simply referred to as batteries.
  • the battery module BM of this embodiment is a storage battery including a lithium ion battery.
  • the battery cell C is a rechargeable secondary battery.
  • the battery cell C is composed of a lithium ion battery.
  • Lithium ion batteries for example, as shown in FIG. 2, are configured by employing lithium iron phosphate LFP or nickel-manganese-cobalt NMC as a positive electrode agent and graphite as a negative electrode agent.
  • the positive electrode side current collector is made of aluminum and the negative electrode side current collector is made of copper.
  • a lithium-ion battery constructed in this way has excellent charge-discharge cycle characteristics, but the electrode potential is very close to the deposition potential of lithium, and lithium is easily deposited in a charged state.
  • the battery monitoring device 20 is electrically connected to each battery module BM via a connection member 21 .
  • the connection member 21 includes a flexible substrate FPC on which a wiring pattern is printed.
  • the battery monitoring device 20 includes the same number of sensor units 30A, 30B, 30C as the battery modules BM, and the same number of monitoring modules 50A, 50B, 50C as the battery modules BM. Since the sensor units 30A, 30B, and 30C have the same basic configuration, they will be collectively described as the sensor unit 30 instead of being described individually. Also, since the monitoring modules 50A, 50B, and 50C have the same basic configuration, they will be collectively described as the monitoring module 50 instead of being described individually.
  • the sensor unit 30 detects the battery state of each battery module BM.
  • the sensor section 30 includes a temperature sensor 31, a current sensor 32, a voltage sensor 33, a strain sensor 34, a gas sensor 35, a pack internal pressure sensor 36, a deposition amount detection section 37, and a film detection section 38.
  • At least some of the various sensors that constitute the sensor section 30 are mounted on the flexible substrate FPC. It should be noted that not all of the various sensors forming the sensor section 30 need to be mounted on the flexible substrate FPC. However, since the temperature sensor 31, the strain sensor 34, and the gas sensor 35 are preferably located near the battery cell C, it is desirable to mount them on the flexible substrate FPC.
  • the temperature sensor 31 is a sensor that detects the battery temperature of the lithium ion battery.
  • a plurality of temperature sensors 31 are mounted on the flexible substrate FPC, as shown in FIG.
  • the flexible substrate FPC is mounted with temperature sensors 31 the same number as the battery cells C or slightly less than the battery cells C so that the battery temperatures of all the lithium-ion batteries constituting the battery module BM can be grasped.
  • the battery temperature may be estimated from the measurement result of the internal impedance of the battery cell C.
  • the means for estimating the battery temperature functions as the temperature sensor 31 .
  • the current sensor 32 is a sensor that detects current flowing through the battery module BM. If each battery module BM is electrically connected in series, one current sensor 32 in the battery pack 1 is sufficient.
  • the voltage sensor 33 can detect the voltage of the battery module BM as a block voltage in addition to the function of detecting the cell voltage of each battery cell C.
  • the voltage sensor 33 can be composed of, for example, a flying capacitor type circuit that sequentially charges a capacitor with the cell voltage of each battery cell C and detects the voltage between the terminals of the capacitor as the cell voltage.
  • the strain sensor 34 is a sensor that detects strain in each battery cell C caused by gas generation inside each battery cell C or the like.
  • the strain of the battery cell C may be detected by another sensor such as an ultrasonic sensor instead of the strain sensor 34 .
  • the gas sensor 35 is a sensor for detecting gas leakage from each battery cell C.
  • the gas sensor 35 is configured to be capable of detecting at least one of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, and hydrogen fluoride, which are generated when, for example, the lithium ion battery malfunctions.
  • the pack internal pressure sensor 36 is a sensor that detects the pressure inside the sealed container 11 of the battery pack 1 as the pack internal pressure.
  • the pack internal pressure sensor 36 is composed of, for example, an atmospheric pressure range type pressure sensor based on the atmospheric pressure.
  • the deposition amount detection unit 37 is a device that detects lithium deposition in the lithium ion battery.
  • the deposition amount detection unit 37 uses the correlation between the lithium deposition amount in the lithium ion battery and the behavior of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited, and determines the lithium deposition amount from the behavior. presume.
  • the deposition amount detection unit 37 detects a short circuit 371 that temporarily short-circuits both ends of the lithium ion battery to discharge it, and a current and voltage when the lithium ion battery is short-circuited by the short circuit 371. It has a calculator 372 for estimating the lithium deposition amount based on the behavior.
  • the short circuit 371 is mounted on the flexible substrate FPC. Also, the calculator 372 is mounted on the monitoring module 50 .
  • the short circuit 371 has a short circuit switch, a coil, and a capacitor for shorting both ends of the lithium ion battery.
  • a self-resonant circuit is configured by the internal resistance of the lithium ion battery, the coil of the short circuit 371, and the capacitor.
  • the arithmetic unit 372 extracts a resistance change component correlated with the lithium deposition amount included in the signal waveform of at least one of the current and voltage flowing through the short circuit 371 when both ends of the lithium ion battery are short-circuited, An estimated value of the lithium deposition amount is calculated from the extracted components.
  • the above estimation method has a very simple configuration, and is a very useful method in that it can detect specific battery deterioration modes by adjusting the discharge frequency from the lithium-ion battery.
  • the internal resistance of lithium-ion batteries is on the order of several m ⁇ to several hundred m ⁇ , and is easily affected by disturbances such as temperature and parasitic impedance. I found it difficult. This was found out after the inventors' intensive studies.
  • the computing unit 372 of the precipitation amount detection unit 37 pre-stores the above estimated value in the storage unit 51 of the battery temperature detected by the temperature sensor 31 and the monitoring module 50, as shown in FIG. A corrected value corrected by both of the parasitic resistance values thus obtained is calculated as the lithium deposition amount.
  • the parasitic resistance value is part of the parasitic impedance that occurs between the lithium ion battery and the short circuit 371.
  • the parasitic resistance value changes according to the battery temperature. Therefore, the computing unit 372 corrects the parasitic resistance value stored in the storage unit 51 according to the battery temperature, and calculates the lithium deposition amount using the corrected parasitic resistance value.
  • the calculator 372 also functions as calibration means for correcting the estimated value of the amount of deposited lithium.
  • the parasitic resistance value is obtained by connecting the precipitation amount detection unit 37 to a calibration device CD having a known impedance Z before connecting it to the lithium ion battery.
  • the short circuit 371 is connected to the calibrating device CD, and the parasitic resistance value is obtained in this state. Then, the parasitic resistance value is stored in the storage unit 51 of the monitoring module 50 . Next, the short circuit 371 is connected to the battery module BM, and the lithium deposition amount is calculated in this state.
  • the precipitation amount detection unit 37 configured in this manner can ensure robustness against parasitic impedance and temperature changes. This is very effective in accurately detecting the amount of deposited lithium.
  • the short circuit 371 of the present embodiment includes a coil and has a large physique, so it is necessary to appropriately reduce the size in consideration of mountability. Downsizing can be achieved, for example, by improving the saturation magnetic flux density of the coil. Specific means for miniaturization include, for example, using a coil made of a material with a high magnetic flux density and improving the saturation magnetic flux density by providing a gap.
  • the coating detection unit 38 detects the thickness of the coating formed at the interface between the negative electrode and the electrolyte during charging of the lithium ion battery.
  • This coating is also called the SEI layer.
  • SEI is an abbreviation for Solid Electrolyte Interphase.
  • the thickness of the SEI layer has a correlation with current and voltage behavior when both ends of the lithium-ion battery are short-circuited with a short circuit 371.
  • the film detection unit 38 estimates the thickness of the SEI layer from the current and voltage behavior when both ends of the lithium ion battery are short-circuited by the short circuit 371 .
  • the coating detection unit 38 detects the correlation between the thickness of the SEI layer included in the signal waveform of at least one of the current and voltage flowing through the short-circuit 371. extract a certain component, and estimate the thickness of the SEI layer from the extracted component. It should be noted that when detecting the thickness of the SEI layer, it is desirable to correct the thickness using the battery temperature, as in the case of detecting the amount of deposited lithium.
  • the amount of deposited lithium and the thickness of the SEI layer are physical quantities that have a higher correlation with battery capacity deterioration than battery voltage and current.
  • the deposition amount detection unit 37 and the film detection unit 38 constitute a "deterioration detection unit” that detects a physical quantity that has a higher correlation with battery capacity deterioration than battery voltage and current.
  • the amount of deposited lithium is one of the factors leading to abnormal heat generation in which the temperature of the battery continues to rise unintentionally.
  • the precipitation amount detection unit 37 constitutes a "factor monitoring unit” that monitors factors leading to the abnormal heat generation phenomenon.
  • the flexible substrate FPC is mounted with a battery state detection unit 39 that detects the battery state. For example, based on the sensor outputs of the temperature sensor 31, the current sensor 32, and the voltage sensor 33, the battery state detection unit 39 detects a battery state in which the battery temperature is excessive, a battery state in which the battery is overcharged, and a battery state in which the internal resistance is large. Detects changing battery status, etc.
  • the monitoring module 50 is a satellite module attached directly to the battery module BM.
  • the monitor module 50 is the device on the high voltage side of the BMU.
  • the monitoring module 50 constitutes an "abnormality detection unit" that is electrically connected to the battery and detects an abnormality in the battery.
  • the monitoring module 50 includes a storage unit 51, a wireless communication unit 52, an internal resistance detection unit 53, a monitoring IC 54, and the like.
  • the storage unit 51 stores various types of information such as a unique ID set for each monitoring module 50, the monitoring result of the battery module BM, the aforementioned parasitic resistance value, and the like.
  • the storage unit 51 is composed of a non-transitional substantive storage medium.
  • the wireless communication unit 52 is a communication device for enabling two-way communication with the battery ECU 100.
  • the monitoring module 50 receives various signals from the battery ECU 100 and transmits monitoring results of the monitoring module 50 and the like to the battery ECU 100 .
  • the internal resistance detection section 53 is a device that detects the internal resistance of the battery based on various information output from the sensor section 30 . Also, a change in the internal resistance of the battery is one of the factors leading to abnormal heat generation. Therefore, the internal resistance detection section 53 constitutes a "factor monitoring section" that monitors factors leading to abnormal heat generation.
  • the monitoring IC 54 is electrically connected to the battery to detect battery abnormalities.
  • the monitoring IC 54 suppresses the occurrence of the abnormal heat phenomenon based on the results of monitoring factors that lead to the abnormal heat phenomenon, detects an abnormal state that occurs in the battery at the initial stage of the occurrence of the abnormal heat phenomenon, and monitors the abnormal state detection result.
  • the monitoring IC 54 includes an ASIC circuit having an algorithm that performs at least part of the monitoring of factors leading to abnormal heat generation and the detection of an abnormal state that occurs in the battery at the initial stage of occurrence of the abnormal heat generation.
  • the monitoring IC 54 is configured to have a diagnostic section 541, an SOH estimating section 542, and a monitoring control section 543 as functional sections for executing various controls.
  • Diagnosis section 541 compares a predetermined battery state estimated from the amount of deposited lithium with a battery state estimated from factors other than the amount of deposited lithium to diagnose suitability of deposition amount detection section 37 .
  • the diagnostic unit 541 estimates the volumetric ratio SOH of the battery from the lithium deposition amount detected by the deposition amount detection unit 37, as shown in FIG. Moreover, the diagnosis unit 541 estimates the volumetric ratio SOH of the battery based on the sensor outputs of the temperature sensor 31 , the current sensor 32 , and the voltage sensor 33 .
  • SOH is an abbreviation for State of Health.
  • the diagnosis unit 541 compares the volume ratio SOH estimated from the amount of lithium deposition with the volume ratio SOH estimated from the temperature, current, and voltage of the battery using a state comparator, Diagnose suitability. For example, if the discrepancy between the volume ratio SOH estimated from the lithium deposition amount and the volume ratio SOH estimated from the temperature, current, and voltage of the battery is within a predetermined range, the diagnosis unit 541 determines that the deposition amount detection unit 37 is appropriate. Diagnose.
  • the diagnosis unit 541 determines that the deposition amount detection unit 37 is diagnosed as unsuitable.
  • the monitoring IC 54 prohibits the detection of the amount of lithium deposition and control processing using the amount of lithium deposition, or detects the failure of the deposition amount detection unit 37 via the wireless communication unit 52. to the battery ECU 100.
  • the battery volume ratio SOH was exemplified as the battery state estimated by the diagnostic unit 541, but the diagnostic unit 541 may estimate a battery state other than the volume ratio.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-102076 discloses a method for calculating the fully charged amount of the battery.
  • the current value of the output current of the battery is time-integrated to calculate the amount of change in charge/discharge amount between the first point in time and the second point in time.
  • the OCV at the first time point and the second time point are measured, the SOC-OCV curve is used to calculate the remaining capacity SOC at the first time point and the second time point, and the deviation of the remaining capacity SOC at each time point is calculated.
  • a change amount ⁇ SOC calculated as follows is calculated.
  • the full charge amount of the battery is calculated by dividing the amount of change in charge/discharge amount by the amount of change ⁇ SOC in remaining capacity SOC. Further, the volume ratio SOH of the battery is obtained by dividing the full charge amount of the battery by the initial value of the full charge amount.
  • the method of calculating the remaining capacity SOC and the volume ratio SOH described above does not calculate the charge/discharge amount of the battery unless there is a scene in which a certain amount of charge or discharge occurs. It cannot be calculated, lacks real-time performance, and has problems in practicality. There is also a problem that the calculation error of the volume ratio SOH increases with time due to the offset error of the current sensor 32 when calculating the charge/discharge amount.
  • the SOH estimating unit 542 estimates the volumetric ratio SOH of the battery based on a physical quantity that has a higher correlation with the deterioration of the capacity of the battery than the voltage and current of the battery.
  • the SOH estimator 542 constitutes a "volume ratio estimator”.
  • the internal resistance of a battery has a strong correlation with physical quantities such as the amount of lithium deposition and the internal resistance of the battery. Also, the internal resistance of the battery is temperature dependent and affects the current and voltage of the battery.
  • the SOH estimating unit 542 of the present embodiment estimates the rate SOH.
  • the model for estimating the volume ratio SOH is, for example, a control map or a function that defines the relationship between the volume ratio SOH, the lithium deposition amount, the thickness of the SEI layer, the temperature of the battery, the current, and the voltage.
  • the estimation model may be, for example, a model obtained by deep learning, reinforcement learning, or deep reinforcement learning using a neural network.
  • the monitoring control unit 543 suppresses the occurrence of the abnormal heat phenomenon based on the monitoring results of the factors leading to the abnormal heat phenomenon, detects an abnormal state that occurs in the battery at the initial stage of occurrence of the abnormal heat phenomenon, and controls the abnormal state. Implement countermeasures against abnormal heat generation based on the detection results.
  • the monitoring IC 54 controls a circuit for equalizing the voltages of the plurality of battery cells C, and the like.
  • the battery ECU 100 is a main module in the BMU and controls charging and discharging of each battery module BM.
  • the battery ECU 100 is a device on the low voltage side of the BMU.
  • the battery ECU 100 is configured by a microcomputer including a processor, memory, I/O, wireless communication device 110, and the like.
  • the battery ECU 100 is configured to be able to communicate with each monitoring module 50A, 50B, 50C via the wireless communication device 110 .
  • the battery ECU 100 is connected to various ECUs via communication paths such as CAN. Examples of various ECUs include a heat management ECU for controlling a battery temperature control device, an ECU for an HMI device mounted on a vehicle, and the like.
  • the battery ECU 100 can notify the outside of various battery states via an HMI device or the like.
  • the battery pack 1 configured in this manner includes a chargeable/dischargeable battery such as a lithium ion battery.
  • a chargeable/dischargeable battery such as a lithium ion battery.
  • a specific member inside the battery generates heat for some reason, and that heat generation further causes other members to heat up.
  • the thermal reliability of the battery is significantly lowered, which is not preferable. Therefore, it is important for lithium ion batteries and the like to ensure thermal reliability by detecting the presence or absence of abnormal heat generation in the battery.
  • FIG. 11 shows an example of the results of verification by the inventors of the output changes of various sensors before and after an abnormal heat generation phenomenon.
  • the battery volume starts to change due to an increase in the gas pressure inside the battery cell.
  • the output of the strain sensor 34 tends to increase.
  • the battery breaks and the gas inside the battery cell begins to leak.
  • the output of the gas sensor 35 tends to increase.
  • the gas pressure inside the battery decreases and the output of the strain sensor 34 tends to decrease.
  • the battery monitoring device 20 executes control processing for preventing and early detection of abnormal heat generation.
  • An example of control processing executed by the battery monitoring device 20 will be described below with reference to FIG. 12 .
  • the control process shown in FIG. 12 is executed by the battery monitoring device 20 periodically or irregularly, for example, while the vehicle is starting up and until a predetermined period of time has elapsed since the vehicle was stopped.
  • Each processing shown in this flowchart is implemented by each functional unit of the battery monitoring device 20 . Further, each step for realizing this processing can also be grasped as each step for realizing the battery monitoring method.
  • the battery monitoring device 20 reads various signals from the sensor section 30 and the like in step S100. Then, in step S105, the battery monitoring device 20 determines whether or not an abnormal heat generation phenomenon has occurred. As described above, in the initial stage of abnormal heat generation, the battery temperature, the pack internal pressure, and the output of the gas sensor 35 rapidly increase, and the battery voltage rapidly drops. Taking this into consideration, the battery monitoring device 20 determines whether or not an abnormal heat generation phenomenon has occurred based on at least some of the sensor outputs of the temperature sensor 31, the voltage sensor 33, the gas sensor 35, and the pack internal pressure sensor 36.
  • the battery monitoring device 20 proceeds to step S110 and takes measures against the abnormal heat generation phenomenon.
  • This countermeasure includes external notification processing for informing the outside of the occurrence of the abnormal heat phenomenon, and battery protection processing by at least one of battery cooling and charge/discharge control.
  • a signal indicating the occurrence of an abnormal heat generation phenomenon is output to the battery ECU 100, and a device having a notification function such as an HMI device is operated via the battery ECU 100 to inform the user or battery manager of the abnormal heat generation phenomenon. to notify the occurrence of
  • a signal instructing battery cooling is output to the battery ECU 100, and the temperature control device for the battery is operated via the battery ECU 100 to cool the battery.
  • Such battery cooling makes it possible to delay the progress of abnormal heat generation in the battery.
  • a signal instructing restriction of charging and discharging of the battery is output to the battery ECU 100 to restrict battery operation, thereby suppressing self-heating of the battery.
  • charge/discharge control also makes it possible to delay the progress of abnormal heat generation in the battery.
  • the battery protection process constitutes an extension process that extends the life of the battery.
  • the battery monitoring device 20 detects an abnormality in a plurality of battery cells C based on at least one of the monitoring result of each of the plurality of battery cells C and the detection result of an abnormal state of the battery. are identified as abnormal cells. According to this, it is possible to limit the use of abnormal cells and delay the progress of abnormal heat generation.
  • countermeasures against abnormal heat generation are not limited to the above processes, and may be realized by processes other than those described above.
  • Countermeasures against the abnormal heating phenomenon may be, for example, turning on a warning light or sounding an alarm.
  • step S115 the processing after step S115 is processing for preventing occurrence of an abnormal heat generation phenomenon.
  • step S115 the battery monitoring device 20 determines whether overcharging of the battery has been detected. Overcharging of the battery can be detected by monitoring the sensor output of the voltage sensor 33, for example. When overcharging of the battery is detected, the battery monitoring device 20 executes charging suppression processing in step S120, and returns to step S115. In this charging suppression process, charging of the battery is suppressed or the battery is discharged.
  • the battery monitoring device 20 determines in step S125 whether an excessive temperature rise of the battery has been detected. Excessive temperature rise of the battery can be detected by monitoring the sensor output of the temperature sensor 31, for example. When the excessive temperature rise of the battery is detected, the battery monitoring device 20 performs output limitation and cooling control in step S130, and returns to step S115. In the output limitation, for example, battery charge/discharge is suppressed. In cooling control, for example, the battery is cooled by a battery temperature control device.
  • the battery monitoring device 20 determines in step S135 whether lithium deposition has been newly detected.
  • Lithium deposition can be detected, for example, by monitoring the amount of increase in the amount of lithium deposition detected by the deposition amount detection unit 37 .
  • the battery monitoring device 20 When lithium deposition is newly detected, the battery monitoring device 20 performs charging, regeneration control, and heating control in step S140, and returns to step S115.
  • charging/regenerative control for example, battery charging is suppressed.
  • heating control for example, the battery is warmed by a battery temperature control device.
  • the battery monitoring device 20 determines in step S145 whether or not a change in internal resistance of the battery has been detected.
  • the internal resistance of the battery can be detected, for example, by monitoring the increase in internal resistance detected by the internal resistance detector 53 .
  • the battery monitoring device 20 When a change in the internal resistance of the battery is detected, the battery monitoring device 20 performs battery output limitation, temperature control, and notification of the degree of deterioration in step S150, and returns to step S115.
  • output control for example, battery discharge is suppressed.
  • temperature regulation control for example, the battery temperature is adjusted by a temperature regulation device so that the battery temperature is maintained within an appropriate range.
  • notification of the degree of deterioration the degree of deterioration of the battery is determined from the internal resistance of the battery, and the determination result of the degree of deterioration or the time to replace the battery estimated from the determination result is notified to the outside.
  • Each process performed when a change in internal resistance is detected constitutes an extension process for extending the life of the battery.
  • the battery monitoring device 20 determines in step S155 whether or not deformation of the battery has been detected. Deformation of the battery can be detected by monitoring the sensor output amount of the strain sensor 34 .
  • the battery monitoring device 20 limits the output of the battery in step S160, and returns to step S115. In output control, for example, battery charge/discharge is suppressed.
  • the battery monitoring device 20 terminates the control process shown in FIG. 12 .
  • the battery monitoring device 20 of the present embodiment can obtain the remaining capacity SOC and volume ratio SOH in real time. Taking this into consideration, it is desirable to use the battery module BM and the battery monitoring device 20 as a battery unit UT, and distribute the market in units of the battery unit UT. And it is desirable to manage the battery module BM by, for example, a battery management system BMS shown in FIG.
  • the battery management system BMS includes a battery monitoring device 20 and a battery management device 60 attached to the battery module BM.
  • Battery management device 60 includes performance determination unit 61 , value setting unit 62 , and performance notification unit 63 .
  • the performance determination unit 61 determines whether secondary use of the battery is possible based on the volumetric ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 of the battery monitoring device 20 . For example, if the floor area ratio SOH estimated by the SOH estimating unit 542 is equal to or greater than a predetermined value, the performance determination unit 61 determines that secondary use is permitted, and if it is less than the predetermined value, secondary use is not permitted. Note that the performance determination unit 61 may determine whether or not the secondary use of the battery is possible based on the battery state other than the volume ratio SOH.
  • the value setting unit 62 determines whether there is an abnormality in the battery based on the volumetric ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 of the battery monitoring device 20, and sets the residual value of the battery when there is an abnormality in the battery. .
  • the value setting unit 62 for example, underestimates the remaining value of the battery as the volumetric ratio SOH decreases. Note that the value setting unit 62 may set the residual value of the battery based on the battery state other than the volumetric ratio SOH.
  • the performance notification unit 63 determines whether the volume ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 of the battery monitoring device 20 is within the allowable range of the volume ratio SOH indicated in the battery specification data, and notifies the result of this determination to an external device. output to
  • the performance notification unit 63 acquires battery specification data provided by the battery manufacturer or the like and stores it in the memory. Then, for example, when the floor area ratio SOH estimated by the SOH estimating unit 542 is within the allowable range indicated by the specification data, the performance notification unit 63 notifies the battery distributor, the secondary user, etc. to that effect. . Further, for example, when the volume ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 is out of the allowable range shown in the specification data, the performance notification unit 63 notifies the battery dealer that the secondary use of the battery is difficult. Notify secondary users, etc.
  • the battery monitoring device 20 and the battery monitoring method monitor factors leading to abnormal heat generation, and prevent the occurrence of abnormal heat generation based on the monitoring results of the factors.
  • the battery monitoring device 20 and the battery monitoring method detect an abnormal state occurring in the battery at an early stage of occurrence of the abnormal heat generation phenomenon, and take countermeasures against the abnormal heat generation phenomenon based on the detection result of the abnormal state. According to this, it is possible to prevent the occurrence of an abnormal heat generation phenomenon, and even if an abnormal heat generation phenomenon occurs, it is possible to implement effective countermeasures against heat, such as implementing countermeasures from the initial stage of occurrence.
  • the battery monitoring device 20 has the following effects.
  • the monitoring module 50 of the battery monitoring device 20 monitors factors leading to abnormal heat generation and detects an abnormal state of the battery in parallel. In other words, the monitoring module 50 detects an abnormal state of the battery regardless of the monitoring results of the factors leading to the abnormal heat phenomenon. According to this, an abnormal state can be detected earlier than, for example, when an abnormal state is detected after monitoring factors leading to an abnormal heat generation phenomenon, so countermeasures against the abnormal heat generation phenomenon can be implemented early. can.
  • Countermeasures against abnormal heat generation include external notification processing to inform the outside of the occurrence of abnormal heat generation, or battery protection processing by at least one of battery temperature adjustment control and charge/discharge control.
  • external notification processing is included in measures against abnormal heat generation, in addition to measures that can be taken by the battery monitoring device 20 itself, measures by external devices of the battery monitoring device 20 or measures in cooperation with external devices can be easily implemented. . Also, if battery protection processing is included in measures against abnormal heat generation, the battery can be appropriately protected.
  • the monitoring module 50 performs an extension process for extending the life of the battery according to the monitoring result of the factor of the abnormal heat phenomenon. In this way, if the battery life extension process is executed according to the monitoring result of the factor leading to the abnormal heat generation phenomenon, the battery life can be appropriately extended.
  • Factors leading to abnormal heat generation include at least one of lithium deposition inside the battery and internal resistance of the battery. Deposition of lithium inside a lithium-ion battery and an increase in internal resistance are factors that cause an abnormal heat generation phenomenon in the battery. Therefore, by monitoring the deposition of lithium and the internal resistance, it becomes easier to prevent the occurrence of abnormal heat generation in the battery.
  • the monitoring module 50 identifies an abnormal cell in the plurality of battery cells C as an abnormal cell based on at least one of the monitoring results of each of the plurality of battery cells C and the detection result of the abnormal state of the plurality of battery cells C. Identify. In this way, with a configuration that can identify an abnormal cell from among a plurality of battery cells C, for example, the use of abnormal cells is restricted to prevent the occurrence of an abnormal heat generation phenomenon, or to prevent the abnormal heat generation phenomenon from progressing. can be delayed.
  • the monitoring module 50 is configured to be able to detect at least one of abnormal battery conditions, such as abnormal internal pressure of the sealed container 11, abnormal battery temperature, abnormal battery voltage, and abnormal gas in the sealed container 11.
  • abnormal battery conditions such as abnormal internal pressure of the sealed container 11, abnormal battery temperature, abnormal battery voltage, and abnormal gas in the sealed container 11.
  • the internal pressure of the sealed container 11 containing the battery, the temperature of the battery, the voltage of the battery, and the gas state in the sealed container 11 become abnormal. Therefore, if the monitoring module 50 is configured to be able to detect at least one of abnormal internal pressure of the sealed container 11, abnormal battery temperature, abnormal battery voltage, and abnormal gas in the sealed container 11, the abnormal heat generation phenomenon can be detected. Easier to detect in the early stages of development.
  • the battery monitoring device 20 includes an ASIC circuit having an algorithm that performs at least part of monitoring of factors leading to abnormal heat generation and detection of an abnormal state of the battery. According to this, it is possible to monitor factors leading to abnormal heat generation and detect abnormal conditions with a simple configuration.
  • the monitoring module 50 can determine the degree of deterioration of the battery based on the results of monitoring factors leading to abnormal heat generation, and notify the outside of the determination result of the degree of deterioration or the battery replacement time estimated from the determination result. is configured to In this way, if the degree of deterioration of the battery is determined from the results of monitoring the factors leading to the abnormal heat generation phenomenon, a dedicated device for determining the degree of deterioration of the battery is not required. This contributes to simplification of the battery monitoring device 20 .
  • connection member 21 that connects the battery and the monitoring module 50 includes a flexible substrate FPC on which a part of the sensor section 30 is mounted.
  • the deposition amount detection unit 37 of the battery monitoring device 20 calculates an estimated value of the deposition amount of lithium based on changes in at least one of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited by the short circuit 371 . Then, the deposition amount detection unit 37 corrects the estimated value of the deposition amount of lithium with the battery temperature. According to this, the influence of the battery temperature included in the estimated value of the lithium deposition amount can be reduced, and the detection accuracy of the lithium deposition amount can be improved, so the reliability of the deposition amount detection unit 37 can be ensured. .
  • the deposition amount detection unit 37 corrects the estimated value of the deposition amount of lithium with the parasitic resistance value stored in the storage unit 51 . According to this, the influence of the parasitic impedance included in the estimated value of the deposited lithium amount can be reduced, and the detection accuracy of the deposited lithium amount can be improved, so the reliability of the deposited amount detection unit 37 can be ensured. .
  • the deposition amount detection unit 37 corrects the parasitic resistance value stored in the storage unit 51 according to the battery temperature, and calculates the lithium deposition amount using the corrected parasitic resistance value. According to this, the influence of the battery temperature and the parasitic impedance included in the estimated value of the lithium deposition amount can be reduced, and the detection accuracy of the lithium deposition amount can be improved.
  • the parasitic resistance value is obtained by connecting the short circuit 371 to a calibration device CD having a known impedance Z before connecting it to the lithium ion battery. According to this, the parasitic resistance value of the precipitation amount detection unit 37 can be obtained with high accuracy. This greatly contributes to improving the detection accuracy of the amount of deposited lithium.
  • the battery monitoring device 20 compares a predetermined battery state estimated from the amount of lithium deposition with a predetermined battery state estimated from factors other than the amount of lithium deposition, and determines whether the deposition amount detection unit 37 is appropriate or not.
  • a diagnosis unit 541 for diagnosing is provided. According to this, since the reliability of the precipitation amount detection unit 37 can be diagnosed by the diagnosis unit 541, the reliability of the precipitation amount detection unit 37 can be ensured.
  • the battery monitoring device 20 is not the same as that described above, and may be partially different from that described above. Moreover, the technical matters described above can be diverted to devices and systems other than in-vehicle devices.
  • the battery monitoring device 20 detects a physical quantity that has a higher correlation with battery capacity deterioration than the battery voltage and current, and estimates the volumetric ratio SOH of the battery based on the physical quantity. In this way, if the volume ratio SOH is estimated by a physical quantity that is highly correlated with battery capacity deterioration, there is a need to avoid the influence of errors compared to the case where the volume ratio SOH is obtained from the current and voltage of the battery. Since it is small, the volume ratio SOH can be estimated in a short time. Therefore, according to the battery monitoring device 20 of the present invention, it is possible to grasp the battery state in a practical manner.
  • the amount of lithium deposition and the thickness of the SEI layer are physical quantities that directly affect the capacity deterioration of the battery. Therefore, by detecting the amount of deposited lithium and the thickness of the SEI layer and obtaining the volume ratio SOH based on the amount of deposited lithium and the thickness of the SEI layer, it is possible to ensure real-time performance.
  • the degree of cracking of the positive electrode active material inside the battery is a physical quantity that directly affects the capacity deterioration of the battery. Therefore, the detection accuracy of the volume ratio SOH can be improved by adopting a configuration in which the volume ratio SOH is determined based on not only the amount of lithium deposition and the thickness of the SEI layer but also the degree of cracking of the positive electrode active material.
  • the degree of cracking of the positive electrode active material can be estimated based on the behavior of current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited, or the sensor output of the strain sensor 34 or ultrasonic sensor.
  • the amount of deposited lithium and the thickness of the SEI layer in a lithium ion battery are correlated with the behavior of current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited. Taking this into account, the battery monitoring device 20 determines at least the amount of deposited lithium and the thickness of the SEI layer based on changes in at least one of the current and voltage when both ends of the lithium ion battery are short-circuited by the short circuit 371. Calculate one.
  • the battery monitoring device 20 corrects at least one of the amount of lithium deposition and the thickness of the SEI layer with the battery temperature. According to this, the influence of the battery temperature included in the estimated value of the lithium deposition amount and the thickness of the SEI layer can be reduced, and the detection accuracy of the lithium deposition amount and the thickness of the SEI layer can be improved.
  • the battery management system BMS determines whether secondary use of the battery is possible based on the volume ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 of the battery monitoring device 20 . This makes it easier to determine which of reuse, rebuild, and recycle should be selected when the battery is to be used for secondary purposes. This greatly contributes to the construction of a battery ecosystem suitable for a recycling-oriented society.
  • the battery management system BMS determines whether there is an abnormality in the battery based on the volumetric ratio SOH estimated by the SOH estimation unit 542 of the battery monitoring device 20. set. This also makes it easier to determine which of reuse, rebuild, and recycle should be selected when the battery is to be used for secondary purposes, contributing to the construction of a battery ecosystem adapted to a recycling-oriented society.
  • the battery management system BMS determines whether the volumetric ratio SOH estimated by the SOH estimating unit 542 of the battery monitoring device 20 is within the allowable range of the volumetric ratio SOH indicated in the battery specification data. Output the result externally. This also makes it easier to decide which of reuse, rebuild, and recycle should be selected when the battery is to be used for secondary purposes.
  • the battery management system BMS is not the same as the one described above, and may be partially different from the one described above. Moreover, the technical matters described above can be diverted to devices and systems other than in-vehicle devices.
  • the charging system BCS will be described below with reference to FIGS. 14 to 19.
  • the charging system BCS is a system for charging the battery modules BM included in the battery pack 1 .
  • the charging system BCS is applied, for example, to a charging station for vehicles.
  • the charging system BCS includes a battery monitoring device 20, a battery ECU 100, a charger 120, and a charging cable CC.
  • the battery monitoring device 20 and the battery ECU 100 included in the battery pack 1 constitute battery-side equipment that monitors the battery state including the amount of lithium deposited in the lithium-ion battery.
  • the battery module BM is connected to the vehicle's power control unit PCU and motor generator MG via a switch SW2 such as a system main relay. For example, when the start switch of the vehicle is turned on, the switch SW2 is turned on, and the battery module BM is electrically connected to the motor generator MG via the power control unit PCU and becomes chargeable/dischargeable.
  • a switch SW2 such as a system main relay.
  • the battery monitoring device 20 and the battery ECU 100 are basically configured in the same manner as described above.
  • Battery ECU 100 can communicate with charger 120 via communication device CE.
  • battery ECU 100 When battery ECU 100 becomes ready to communicate with charger 120 , battery ECU 100 notifies charger 120 of battery information including the battery state such as the lithium deposition amount and remaining capacity SOC. Battery ECU 100 also determines whether or not the battery is in a chargeable state, and notifies charger 120 of the determination result as one piece of battery information. Furthermore, battery ECU 100 sets a CC charging current, which is a target current amount during constant-current charging, and a CV charging voltage, which is a target voltage during constant-voltage charging, and notifies charger 120 of these set values. . Communication between communication device CE and charger 120 is performed via communication lines included in CAN and charging cable CC.
  • the charging cable CC electrically connects the battery module BM and the charger 120 .
  • the charging cable CC includes a cable, a charging connector (not shown), a control box (not shown), and the like.
  • the charger 120 is a device that charges the battery module BM.
  • the charger 120 is composed of a device complying with charging standards such as CHAdeMO, CCS, and GB/T.
  • a switch SW1 is provided between the charger 120 and the battery module BM to turn on/off electrical connection between the charger 120 and the battery module BM. This switch SW1 may be provided on the charger 120 side, or may be provided on the vehicle side.
  • the charger 120 includes an information acquisition unit 121, a charge determination unit 122, a charge control unit 123, and a charge time calculation unit 124.
  • the information acquisition unit 121, the charge determination unit 122, the charge control unit 123, and the charge time calculation unit 124 are configured by, for example, a microcomputer having a processor, memory, I/O, and the like.
  • the information acquisition unit 121 acquires battery information including the battery state such as the lithium deposition amount and the remaining capacity SOC from the battery monitoring device 20 and the battery ECU 100 when the battery module BM is charged. Information acquisition unit 121 also acquires the CC charging current and the CV charging voltage from battery ECU 100 .
  • the lithium deposition amount is important information indicating the safety of the battery module BM.
  • the information acquisition unit 121 of this embodiment notifies the outside of the battery information including the information indicating the amount of deposited lithium by the notification device ND.
  • the notification device ND is composed of devices such as a display, a speaker, and a lamp, for example.
  • the charge determination unit 122 determines whether or not the battery module BM can be charged based on the battery information acquired by the information acquisition unit 121 . For example, the charge determination unit 122 determines whether or not the battery module BM can be charged based on the result of the determination whether the battery ECU 100 is in a chargeable state or not. Note that the charge determination unit 122 may determine whether or not charging is possible based on the amount of lithium deposition and the like acquired by the information acquisition unit 121 .
  • the charge control unit 123 charges the battery module BM based on the determination result of the charge determination unit 122 .
  • the charge control unit 123 charges the battery module BM when the determination result of the charge determination unit 122 indicates that the battery module BM can be charged, and the determination result indicates that the battery module BM cannot be charged. When indicating that the battery module BM is not charged.
  • the charging control unit 123 of this embodiment is configured to charge the battery module BM by a CCCV charging method in which charging is performed at a constant voltage after charging at a constant current.
  • CC charging constant-current charging
  • CV charging constant-voltage charging
  • the charging time calculation unit 124 estimates the required charging time required for charging based on the battery state acquired by the information acquiring unit 121, and notifies the information indicating the estimated required charging time to the outside via the notification device ND.
  • the charging time calculator 124 can be configured to estimate the required charging time using, for example, a control map that defines the relationship between the remaining capacity of the battery module BM and the required charging time.
  • the notification includes how much the current quick charging is shortened compared to the normal charging. is desirable.
  • the charging system BCS configured as described above is required to be capable of high-speed charging with higher energy density. Recently, attempts have been made to shorten the charging time of the battery module BM by supporting 50 kW for the CHAdeMO 1.0 specification, 400 kW for the CHAdeMO 2.0 specification, and 900 kW for the CHAdeMO 3.0 specification on the charger 120 side.
  • Charging time can be shortened by increasing charging output, but the increased charging current due to high-output charging accelerates the deposition of lithium on the negative electrode of the battery, which significantly impairs battery life and safety. there is a possibility.
  • pre-charging with a small current is performed before CC charging, thereby preventing deterioration and unsafe conditions such as detection of abnormalities such as deep discharge of the battery.
  • a charging profile such as
  • the charging time will be lengthened accordingly, which may be inconvenient for the user. Also, the user may feel anxious or irritated if the charging time is longer than expected.
  • the charging system BCS of the present embodiment is configured such that the charger 120 determines whether or not the battery module BM can be charged based on the battery information acquired from the battery monitoring device 20 and the battery ECU 100 .
  • each control step of the control process shown in FIG. 16 constitutes a function implementation unit that implements various functions executed by the battery ECU 100 .
  • the battery ECU 100 determines whether or not the charger 120 is connected in step S200. Battery ECU 100 waits until charger 120 is connected, and when charger 120 is connected, the process proceeds to step S210.
  • the battery ECU 100 executes initial processing in step S210.
  • initial processing the battery ECU 100 initializes flags and the like, and acquires the monitoring results of the battery monitoring device 20 .
  • the battery ECU 100 determines whether or not the battery module BM is in a chargeable state. For example, the battery ECU 100 determines that the battery can be charged if the lithium deposition amount is within a predetermined value, and determines that the battery cannot be charged if the lithium deposition amount exceeds the predetermined value. Note that the battery ECU 100 may determine that charging is not possible even when the battery is in an overcharged state or a deep discharged state.
  • the battery ECU 100 sets the amount of charge to the battery module BM in step S230.
  • the battery ECU 100 obtains the amount of charge to the battery module BM, for example, based on the remaining capacity SOC, volumetric ratio SOH, etc. of the battery module BM.
  • Battery ECU 100 also sets the CV charging voltage in step S240.
  • the battery ECU 100 sets, for example, a voltage value recommended as the charging voltage of the battery module BM as the CV charging voltage.
  • battery ECU 100 sets the CC charging current in step S250.
  • the battery ECU 100 for example, sets a current value recommended as the charging current for the battery module BM as the CC charging current.
  • battery ECU 100 notifies charger 120 of battery information indicating the battery state including the amount of lithium deposition, various settings including CV charging voltage and CC charging current, and exits this control process.
  • the battery ECU 100 notifies the charger 120 in step S270 that the battery module BM cannot be charged, and ends this control process.
  • control processing on the charger 120 side when charging the battery module BM will be described with reference to FIG.
  • This control process is performed by charger 120 periodically or irregularly.
  • each control step of the control process shown in FIG. 17 constitutes a function implementation unit that implements various functions executed by charger 120 .
  • charger 120 determines whether or not a notification issued by battery ECU 100 has been received in step S300.
  • Charger 120 waits until receiving a notification from battery ECU 100, and upon receiving the notification from battery ECU 100, proceeds to step S310.
  • Charger 120 determines whether battery module BM can be charged based on the notification from battery ECU 100 in step S310. It should be noted that the process of step S310 is performed by charging determination unit 122 of charger 120 .
  • the charger 120 When the notification from the battery ECU 100 indicates that charging is not possible, the charger 120 outputs information indicating that the battery module BM cannot be charged and information indicating the lithium deposition amount to the outside via the notification device ND in step S320. notifies and does not charge the battery module BM.
  • the charger 120 starts CC charging in step S330.
  • the charger 120 charges the battery module BM using the CC charging current set by the battery ECU 100 as a target current amount.
  • step S340 the charger 120 determines whether or not the voltage of the battery module BM has reached a predetermined voltage. This determination process determines whether or not it is time to switch from CC charging to CV charging.
  • the predetermined voltage is set, for example, to the CV charging voltage.
  • the charger 120 determines in step S350 whether or not it has received a CC charging current setting update notification from the battery ECU 100 .
  • the battery ECU 100 periodically or irregularly executes the setting update process shown in FIG. 18 during CC charging. Specifically, as shown in FIG. 18, battery ECU 100 determines in step S500 whether or not the lithium deposition amount is greater than a predetermined threshold value. This threshold is set to a value that assumes the amount of lithium deposited when the battery is abnormal. Battery ECU 100 skips subsequent steps and exits the setting update process when the lithium deposition amount is equal to or less than the predetermined threshold value, and proceeds to step S510 when the lithium deposition amount is greater than the predetermined threshold value. In step S510, battery ECU 100 resets the CC charging current to be smaller than the current value. Battery ECU 100 resets, for example, the current value before the amount of lithium deposition exceeds a predetermined threshold as CC charging current. Then, in step S520, battery ECU 100 notifies charger 120 of the setting update of the CC charging current.
  • a predetermined threshold value is set to a value that assumes the amount of lithium deposited when the battery is abnormal. Battery E
  • step S360 when the charger 120 receives the CC charging current setting update notification from the battery ECU 100, the CC charging current is updated to the current amount notified from the battery ECU 100 in step S360. That is, charger 120 reduces the current amount of the constant current when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold value during CC charging. Note that the process of step S ⁇ b>360 is performed by charging control unit 123 of charger 120 .
  • the charger 120 proceeds to step S370 and starts CV charging.
  • the charger 120 charges the battery module BM using the CV charging voltage set by the battery ECU 100 as a target voltage.
  • step S380 the charger 120 determines whether or not the current flowing through the battery module BM is equal to or less than a predetermined value, or whether or not the elapsed time from the start of charging the battery module BM is equal to or greater than a predetermined time. do.
  • the charger 120 When the current flowing through the battery module BM is greater than a predetermined value and the elapsed time from the start of charging is within the predetermined time, the charger 120 continues CV charging. Further, when the current flowing through the battery module BM is equal to or less than the predetermined value, or when the elapsed time from the start of charging exceeds the predetermined time, the charger 120 executes the charging termination process in step S390, and then executes this control process. Exit. In the charging end process, for example, the completion of charging, the amount of charge, the battery state, etc. are notified to the user by the notification device ND.
  • the charging system BCS described above includes a charger 120 for battery modules BM containing lithium ion batteries.
  • the charger 120 includes an information acquisition unit 121 that acquires battery information from the battery-side device, a charge determination unit 122 that determines whether the battery module BM can be charged based on the battery information, and a and a charging control unit 123 for charging the battery module BM.
  • the charger 120 is configured to determine whether or not the battery module BM can be charged based on the battery information acquired from the battery-side device, it can be determined whether or not the battery module BM can be charged by performing preliminary charging.
  • the charging time can be shortened compared to the determination.
  • the charging control unit 123 of the charger 120 is configured to charge the battery module BM by a CCCV charging method in which charging is performed at a constant voltage after charging at a constant current. Then, for example, as shown in FIG. 19, the charge control unit 123 reduces the current amount of the constant current when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold value during CC charging. According to this, the amount of lithium deposited during CC charging is suppressed, so that the charging time of the battery module BM can be suppressed while ensuring the safety of the battery module BM.
  • the battery-side device When charging by the charger 120 is started, the battery-side device periodically determines whether or not the lithium deposition amount has increased beyond the threshold. Then, when the amount of lithium deposition increases beyond the threshold, the battery-side device sets the target current amount during constant-current charging to a value smaller than the current amount of current, and sends the target current amount to the charger 120. Notice.
  • the charge control unit 123 adjusts the constant current amount based on the target current amount. In this way, if the battery-side device periodically monitors the amount of lithium deposition and the charger 120 side adjusts the amount of current suitable for charging at a constant current based on the monitoring results, lithium It becomes possible to control the charge rate to maximize it so that no deposition occurs. As a result, it is possible to appropriately shorten the waiting time due to the user's charging time.
  • the charger 120 estimates the required charging time required for charging based on the battery state, and notifies the outside of information indicating the estimated required charging time through the notification device ND. According to this, since the user can roughly grasp the waiting time, it is possible to reduce the psychological burden on the user when charging the battery module BM.
  • the charger 120 notifies the information indicating the lithium deposition amount to the outside by the notification device ND. In this way, if it is possible to provide the user with not only the information indicating the required charging time but also the information indicating the amount of lithium deposition, the user will be able to grasp the safety of the lithium ion battery. It is possible to reduce user's anxiety.
  • the charging system BCS is not the same as that described above, and may differ in part from that described above. Moreover, the technical matters described above can be diverted to devices and systems other than in-vehicle devices.
  • lithium may precipitate due to charging at low temperatures or high-speed charging. As lithium deposition progresses, an internal short circuit may occur, leading to ignition and smoke generation. Therefore, when reusing a storage battery including a lithium-ion battery, it is desirable to understand the safety considering not only the degree of deterioration but also the degree of deposition of lithium.
  • the battery evaluation system BRS and the battery evaluation method of this embodiment determine the safety of the storage battery based on the lithium deposition amount. Also, the battery evaluation system BRS functions as a support system that supports reuse and rebuilding of the battery module BM. The battery evaluation system BRS and the battery evaluation method will be described below with reference to FIGS. 20 to 22. FIG.
  • the battery evaluation system BRS includes a battery monitoring device 20 as a battery monitoring unit that monitors the battery state of the battery module BM, and an evaluation device 130 that evaluates the battery module BM.
  • the battery monitoring device 20 is basically configured in the same manner as described above.
  • the battery monitoring device 20 is configured to be able to calculate the amount of deposited lithium in the lithium ion battery included in the battery module BM as one index indicating the battery state.
  • the battery monitoring device 20 is capable of outputting battery status information including monitoring results of the battery status including the amount of deposited lithium to the outside.
  • This battery state information includes, in addition to the amount of lithium deposition, battery form information indicating the application of the battery module BM, usage history of the battery module BM, and the like.
  • the battery monitoring device 20 may be configured to output battery state information and the like to the outside by a communication device other than the wireless communication unit 52 of the monitoring module 50 .
  • the evaluation device 130 is connected via a wired or wireless communication network to the battery monitoring device 20, a data center in which market trading information of reusable batteries is stored, information terminals UA and UB owned by users, dealers, secondary users, etc. , UC and the like.
  • the evaluation device 130 acquires battery state information from the battery monitoring device 20 and evaluates the battery module BM based on the battery state information.
  • the evaluation device 130 of this embodiment includes a safety determination unit 131 , a value calculation unit 132 , a usage proposal unit 133 , a reuse determination unit 134 and an information output unit 135 .
  • the safety determination unit 131 determines the safety of the battery module BM based on the lithium deposition amount of the lithium ion battery included in the battery module BM. The safety determination unit 131 determines that the safety is higher as the lithium deposition amount is smaller, and that the safety is lower as the lithium deposition amount is larger. If the battery module BM contains even one unsafe lithium battery, the safety of the battery module BM is compromised. Therefore, the safety determination unit 131 can rank the safety of each of the plurality of lithium ion batteries included in the battery module BM based on the lithium deposition amount.
  • the value calculation unit 132 calculates the value of the battery module BM in consideration of the safety judgment result of the battery module BM.
  • the value calculation unit 132 calculates the value, for example, assuming that the battery module BM with high safety is more expensive than the battery module BM with low safety.
  • the value calculation unit 132 acquires the deterioration state based on the volume ratio SOH, the safety based on the lithium deposition amount, the battery form information including the application, and the usage history from the battery monitoring device 20, Acquire market trading information for reused batteries from the data center. Then, the value calculation unit 132 calculates the purchase price of the battery module BM based on the deterioration state, safety, battery form information, usage history, and market trading information.
  • the value calculation unit 132 refers to a map that associates, for example, deterioration state, safety, battery form information, usage history, market trading information, and purchase price of the battery module BM, and information obtained from the battery monitoring device 20 and the data center. , the purchase price of the battery module BM is calculated. Note that the value calculation unit 132 may calculate the sales price of the battery module BM.
  • the usage proposal unit 133 proposes a transitional usage of the battery module BM during reuse, taking into consideration the determination result of the safety of the battery module BM. For example, as shown in FIG. 21, the application proposal unit 133 proposes recommended applications for reuse of the battery module BM based on the deterioration state, safety, battery type information, and usage history.
  • the usage proposal unit 133 refers to, for example, a map that associates the deterioration state, safety, battery form information, usage history, and reuse usage, and based on the information acquired from the battery monitoring device 20, recommends reuse of the battery module BM. Ask for recommended uses of the time.
  • the reuse determination unit 134 determines whether or not the lithium ion batteries can be reused, taking into consideration the safety of each of the plurality of lithium ion batteries that make up the battery module BM. For example, the reuse determining unit 134 determines that the battery is reusable if the lithium deposition amount is equal to or less than a predetermined value, and determines that the battery cannot be reused if the lithium deposition amount exceeds the predetermined value.
  • the information output unit 135, as shown in FIG. Outputs the combination of lithium-ion batteries as rebuild information.
  • the information output unit 135 outputs a combination corresponding to the usage mode of the battery after rebuilding to the rebuilding system RS that manufactures the rebuilding battery.
  • the information output unit 135 outputs a combination of long life and high safety as rebuild information, for example, when the usage mode of the batteries after rebuilding is a stationary type or the like that is used for a long period of time. For example, if the rebuilt battery is to be used in a short period of time, the information output unit 135 outputs a combination that emphasizes items other than life as rebuild information.
  • the battery evaluation system BRS and the battery evaluation method described above monitor the battery state of the battery module BM, and evaluate the battery module BM based on the battery state information including the battery state monitoring result.
  • the battery monitoring device 20 calculates the lithium deposition amount in the lithium ion battery as one index indicating the battery state.
  • Evaluation device 130 determines the safety of battery module BM based on the amount of lithium deposition. According to this, since the indicator related to the safety of the battery module BM, such as the lithium deposition state, is determined, it is possible to appropriately perform the evaluation including whether or not the safety requirement is satisfied.
  • the battery evaluation system BRS and the battery evaluation method of this embodiment have the following features.
  • the evaluation device 130 includes a value calculation unit 132 that calculates the value of the battery module BM in consideration of the safety judgment result of the battery module BM. According to this, it is possible to provide the appropriate value of the battery module BM to the user as information.
  • the evaluation device 130 includes a usage proposal unit 133 that proposes a usage of the battery module BM when it is reused, taking into consideration the determination result of the safety of the battery module BM. According to this, it is possible to provide the user with appropriate usage of the battery module BM as information.
  • the evaluation device 130 ranks the safety of each of the plurality of lithium ion batteries included in the battery module BM based on the amount of lithium deposition. According to this, it is possible to provide the user with the appropriate state of the plurality of lithium ion batteries that constitute the battery module BM as information.
  • the evaluation device 130 includes a reuse determination unit 134 that determines whether the lithium ion batteries can be reused, taking into consideration the safety of each of the plurality of lithium ion batteries. According to this, even if the battery module BM as a whole cannot be reused, it becomes easy to reuse the highly safe lithium ion battery in the battery module BM.
  • the evaluation device 130 considers the safety of the lithium-ion battery, A suitable combination of lithium-ion batteries is output as rebuild information. According to this, even if the battery module BM as a whole cannot be reused, it becomes easy to reuse by constructing another storage battery using the highly safe lithium ion battery in the battery module BM.
  • the battery state information includes at least one of the usage, usage history, and deterioration state of the lithium ion battery, in addition to the lithium deposition amount. In this way, if the battery module BM is evaluated using various information, multifaceted evaluation of the battery module BM becomes possible.
  • the battery evaluation system BRS and the battery evaluation method are not the same as those described above, and may be partially different from those described above. Moreover, the technical matters described above can be diverted to devices and systems other than in-vehicle devices.
  • FIG. 23 an example will be described in which the cause of the abnormality of the battery module BM is identified based on the usage history and manufacturing history of the battery module BM.
  • the manufacturing process up to mounting the battery pack 1 on the vehicle will be described with reference to FIG.
  • the battery pack 1 is mounted on the vehicle through the steps of manufacturing the battery cell C ⁇ manufacturing the battery module BM ⁇ manufacturing the battery pack 1 ⁇ mounting to the vehicle.
  • the formation of the electrode assembly, cell assembly, electrolyte injection, initial charge/discharge, and performance inspection are carried out in this order.
  • performance inspection for example, an appearance inspection, a foreign substance inspection, a battery characteristic inspection, and the like of the battery cell C alone are performed by inspection equipment.
  • lithium ions may be reduced at the negative electrode and deposited.
  • the lithium ions released from the positive electrode active material cannot completely enter the negative electrode active material, and the negative electrode surface easily precipitated.
  • the amount of lithium ions that contribute to the battery reaction is reduced, which may lead to a decrease in capacity or an internal short circuit.
  • the manufacturing process of the battery cell C the current and temperature conditions under which lithium deposition does not occur are calculated and mapped, and manufacturing devises and inspections are carried out so that the battery cell C is not contaminated with metallic foreign matter.
  • the manufacturing process of the battery cell C for example, by exposing the electrode surface of the battery cell C to light to inspect whether lithium is deposited, or by measuring the resistance distribution on the surface of the negative electrode active material, lithium deposition Ease of application is inspected.
  • module assembly for assembling the battery cells C together and sensor assembly for assembling the sensor unit 30 and the like to the assembly of the battery cells C are performed.
  • the battery monitoring device 20 is attached to the battery module BM. As a result, the amount of deposited lithium and the like can be monitored by the battery monitoring device 20 at the manufacturing stage of the battery module BM.
  • pack assembly is carried out in which the assembled battery modules BM are accommodated in the sealed container 11. In this step, an inspection such as continuity confirmation is appropriately performed.
  • the battery pack 1 is assembled into the vehicle and the vehicle is inspected. In the vehicle inspection, we will check the continuity with the onboard equipment. After that, the vehicle equipped with the battery pack 1 is shipped from the factory to the user.
  • the battery monitoring device 20 includes a deposition amount detection unit 37 that calculates the amount of deposited lithium using the output of a sensor installed in the battery module BM, and a time change of the amount of deposited lithium. as one of battery usage histories.
  • the battery monitoring device 20 stores, for example, the amount of lithium deposition and the like as one of the usage histories in the storage unit 51, which is a storage medium, when the user is driving the vehicle. In addition, the battery monitoring device 20 stores the amount of lithium deposited in the manufacturing process of the battery module BM, the manufacturing process of the battery pack 1, the vehicle assembly process, etc. as one of the manufacturing histories in the storage unit 51 or an external storage device. .
  • the battery monitoring device 20 detects the lithium ion battery based on the usage history stored in the storage unit 51 and the manufacturing history stored in the storage unit 51 or an external storage device.
  • An abnormality identification unit 544 is provided to identify the cause of the abnormality.
  • the abnormality identification unit 544 uses the manufacturing history as reference data, compares the manufacturing history and the usage history, identifies the time when the abnormality occurred in the lithium ion battery, and verifies the battery state before and after the occurrence time. , to identify the cause of the abnormality in the lithium-ion battery. For example, as shown in FIG. 25, the abnormality identifying unit 544 identifies the timing at which the lithium deposition amount increases as the timing of occurrence of abnormality in the lithium ion battery.
  • the battery monitoring device 20 of the present embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment due to the configuration common to or equivalent to that of the first embodiment.
  • the battery monitoring device 20 of the present embodiment has the following features.
  • the battery monitoring device 20 includes a storage unit 51 that stores the change in the amount of lithium deposition over time as one of the history of use or manufacture of the lithium ion battery.
  • the amount of deposited lithium can be detected non-destructively and appropriately in a short period of time, and the state of deposited lithium can be inspected.
  • a sensor for detecting deposition of lithium is installed in the battery module BM, the deposition state of lithium can be detected regardless of time and place.
  • by storing the temporal change in the amount of deposited lithium in the storage unit 51 as one of the usage history or manufacturing history of the lithium ion battery it is possible to clearly grasp when lithium is deposited. This has the advantage of clarifying where the responsibility for lithium deposition lies.
  • the battery monitoring device 20 also has an abnormality identification unit 544 that identifies the cause of the abnormality in the lithium ion battery based on the usage history and the manufacturing history of the lithium ion battery when an abnormality occurs in the lithium ion battery. Prepare. In this way, if it is possible to identify the cause of an abnormality in a lithium-ion battery based on history information, including not only the usage history but also the manufacturing history, the search for the cause of the abnormality can be made not only at the usage stage but also at the usage stage. , can be traced back to the manufacturing stage. This greatly contributes to clarifying where responsibility lies.
  • the battery monitoring device 20 of the second embodiment is not the same as the one described above, and may be partially different from the one described above. Also, the technical matters described in the second embodiment can be diverted to devices and systems other than in-vehicle devices.
  • FIG. 26 to 33 An example in which the battery management unit BMU of the present disclosure is applied to a stationary large-capacity power storage system BSS will be described.
  • the large-capacity power storage system BSS includes a container SC, a plurality of battery modules BM, an air blower CM, a heater device HM, a battery management unit BMU, and the like.
  • a plurality of battery modules BM are storage batteries each including a lithium ion battery.
  • a sensor unit 30 is installed in each of the plurality of battery modules BM. This sensor section 30 is configured in the same manner as described in the first embodiment.
  • the storage container SC is a container that stores a plurality of battery modules BM.
  • the storage container SC is appropriately provided with an opening for ensuring air permeability.
  • the storage container SC is provided with an air blower CM and a heater device HM.
  • the air blower CM is a cooling element for the battery module BM, and generates airflow inside the container SC.
  • the air blower CM may be configured as a type of device that sucks air into the container SC, or may be configured as a type of device that pushes air into the container SC.
  • the operation of the blower CM is controlled according to a control signal from a battery control device 140, which will be described later.
  • the heater device HM is a heating element for the battery module BM, and includes a heating element that generates heat when energized. Heater device HM may be configured to directly heat battery module BM, or may be configured to indirectly heat battery module BM. The operation of the blower CM is controlled according to a control signal from a battery control device 140, which will be described later.
  • the battery management unit BMU manages a plurality of battery modules BM.
  • the battery management unit BMU includes a sensor section 30 that monitors the battery state including the amount of lithium deposited in the lithium ion battery, and a battery control device 140 that controls charging of the plurality of battery modules BM.
  • the battery control device 140 controls charging of the plurality of battery modules BM based on the battery state monitored by the sensor unit 30.
  • the battery control device 140 charges the plurality of battery modules BM using, for example, power obtained from solar power generation or the like or power during times when electricity prices are low.
  • a notification device ND is also connected to the battery control device 140 .
  • the battery control device 140 notifies the battery state and the like monitored by the sensor unit 30 to the outside using the notification device ND.
  • the electrode potential during charging decreases to near the oxidation-reduction potential of lithium, so lithium is likely to precipitate in situations such as low-temperature charging, high-capacity charging, and overcharging.
  • Lithium deposition reduces the available lithium ions inside the battery, causing rapid battery capacity degradation.
  • an internal short circuit may occur, and in the worst case, it may develop into thermal runaway of the battery.
  • the electric power stored in the battery is used as the power source, and the battery is heated by a heating element such as the heater device HM. It is conceivable to raise the temperature.
  • the above method is a control method that focuses only on the battery temperature, and depending on the charge/discharge rate of the battery, it may not always be necessary to raise the temperature of the battery. Also, if only the temperature of the battery is focused, the temperature of the battery may be excessively controlled, and as a result, the electric power stored in the battery may be excessively used. In addition, in the case of a large-scale power storage facility such as a large-capacity power storage system BSS, the temperature distribution of the battery becomes complicated, and it becomes difficult to properly grasp the temperature of the battery. In addition, it is difficult to detect battery failures such as internal short circuits at an early stage based only on the temperature information of lithium-ion batteries. Downtime may occur. Note that the charge/discharge rate is the speed of charge and discharge.
  • the battery control device 140 heats the lithium ion battery according to the amount of lithium deposited during charge control. Note that deposition of lithium may occur at times other than during charge control. For this reason, it is desirable that the battery control device 140 heats the lithium-ion battery in accordance with not only charging control but also the amount of deposited lithium.
  • the battery control device 140 starts energizing the heater device HM to heat the battery module BM.
  • the heating of the battery module BM reduces the lithium deposition amount.
  • the battery control device 140 stops energizing the heater device HM to stop heating the battery module BM.
  • deposition of lithium occurs not only during low-temperature charging, but also in situations such as high-capacity charging and overcharging.
  • the battery temperature of the battery module BM may be high to some extent.
  • the battery control device 140 may heat the lithium ion battery according to the amount of lithium deposition and the temperature of the battery module BM. For example, as shown in FIG. 31, the battery control device 140 controls the heater device HM to to heat the battery module BM.
  • the battery control device 140 limits charging and discharging of the battery module BM, or , the abnormality of the battery is notified to the outside.
  • the period from when the volume ratio SOH of the battery decreases to some extent due to deterioration until the lithium deposition amount reaches the amount that causes the internal short circuit of the battery It is desirable to replace the battery at
  • the battery control device 140 of the present embodiment estimates a desirable battery replacement period from changes in the volumetric ratio SOH output by the sensor unit 30 and changes in the lithium deposition amount, and sets the battery replacement period to the recommended period. , and is notified to the outside by the notification device ND. According to this, since the business operators can know the recommended period for battery replacement, it is possible to reduce downtime due to system failure including maintenance and battery failure.
  • the battery management unit BMU of the present embodiment can obtain the same effects as in the first embodiment from the same or equivalent configuration as that of the first embodiment.
  • the battery management unit BMU of this embodiment has the following features. (1) The battery management unit BMU heats the battery module BM by the heater device HM that raises the temperature of the battery module BM when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold. According to this, the lithium ion battery is heated at the timing when the lithium deposition amount increases, and the increase in the lithium deposition amount is appropriately suppressed, so the lithium ion battery can be used in a safe and highly efficient manner.
  • the battery management unit of the present invention is suitable for large-scale power storage facilities where the temperature distribution tends to expand.
  • the sensor unit 30 includes a temperature sensor 31 that detects the battery temperature of the lithium ion battery.
  • the battery control device 140 may heat the battery module BM with the heater device HM when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold and the battery temperature drops below a predetermined low temperature threshold. This also allows the lithium ion battery to be used in a safe and highly efficient manner.
  • the battery management unit BMU of the large-capacity power storage system BSS has been described in detail in the third embodiment, the battery management unit BMU is not the same as the one described above, and may be partially different from the one described above. .
  • the technical matters described in the third embodiment can be diverted to devices and systems other than the large-capacity power storage system BSS.
  • the battery management unit BMU can be diverted, for example, to power management of mobile objects such as vehicles.
  • the heating element is composed of the heater device HM, but the present invention is not limited to this, and the heating element may be composed of a load device around the battery. Also, the heating element may be heated by power supply from other than the battery module BM.
  • the deposition amount detection unit 37 calculates the deposition amount of lithium with reference to a control map that defines the correlation between the deposition amount of lithium, the charge rate, and the battery temperature, as shown in FIG. 33, for example. It can be like this. This also applies to embodiments other than the present embodiment.
  • FIG. 34 a battery transportation device BSC that transports batteries in a storage container SC will be described.
  • Lithium-ion batteries also contain toxic and flammable chemicals, so they must be transported safely.
  • international regulations stipulate packaging standards according to the lithium content.
  • Assembled batteries such as those used in electric vehicles have a high lithium content and are legally difficult to transport by air, and are generally transported by sea by ship.
  • sea transportation takes a long time. For example, in summer, the transportation is carried out for a long time under high temperature and humidity conditions, and in winter, the transportation is carried out for a long time under low temperature conditions. Under such a stressful environment, once the lithium-ion battery shifts to an unsafe condition, the lithium-ion battery becomes uncontrollable and may cause damage to other cargo and passengers. It is important to monitor safety conditions.
  • the cooling mechanism It is conceivable to deactivate the ion battery.
  • the chemical reaction that causes the lithium-ion battery to become unsafe is a chain reaction of exothermic reactions, and when the gas sensor 35 is used to detect an unsafe event in the battery as in the above method, the gas is ejected from the lithium-ion battery.
  • the chain reaction has already started. At such a point, it is difficult to deactivate a lithium-ion battery because the chain reaction proceeds rapidly.
  • the escaping gas is toxic and can cause damage to the cargo and crew.
  • the battery transportation equipment BSC of the present embodiment monitors the factors that lead to the abnormal heat phenomenon in which the temperature of the battery continues to rise unintentionally, and based on the monitoring results, It is configured to be able to detect an abnormal state occurring in the battery.
  • the battery transportation equipment BSC includes a storage container SC that houses a plurality of battery modules BM, a sensor section 30A that detects the battery state of the plurality of battery modules BM, and an abnormality detection section 150.
  • the sensor section 30A includes a humidity sensor HS and an acceleration sensor GS in addition to the temperature sensor 31, gas sensor 35, and precipitation amount detection section 37 described in the first embodiment.
  • the humidity sensor HS is installed inside the storage container SC and detects the humidity inside the storage container SC.
  • the acceleration sensor GS is set in the container SC to detect vibrations and shocks applied to the container SC. Note that the sensor unit 30A may include other sensors.
  • the sensor unit 30A of this embodiment includes a wireless communication device (not shown) for wirelessly communicating with the abnormality detection unit 150.
  • the sensor unit 30A may include a communication device for wired communication with the abnormality detection unit 150 .
  • the abnormality detection unit 150 suppresses the occurrence of abnormal heat generation based on the results of monitoring of factors leading to abnormal heat generation, detects an abnormal state that occurs in the battery at the initial stage of occurrence of the abnormal heat generation, and detects the abnormal state. Implement countermeasures against abnormal heat generation based on the results.
  • the abnormality detection unit 150 is configured similarly to the monitoring module 50 described in the first embodiment. That is, the abnormality detection unit 150 includes a storage unit 51, a wireless communication unit 52, an internal resistance detection unit 53, a monitoring IC 54, and the like.
  • the anomaly detection unit 150 executes the control process shown in FIG. 12 described in the first embodiment in order to prevent and early detect an abnormal heat generation phenomenon.
  • the abnormality detection unit 150 performs the external notification process, the battery protection process, and the like described in the first embodiment as countermeasures against the abnormal heat generation phenomenon.
  • a signal indicating the occurrence of an abnormal heat generation phenomenon is output to the notification device ND, and the occurrence of the abnormal heat generation phenomenon is notified to the outside via the notification device ND.
  • this external notification process for example, at least one of the sensor outputs of the temperature sensor 31, the humidity sensor HS, the acceleration sensor GS, and the positional information of the battery module BM in which the abnormal heat generation phenomenon has occurred is notified to the outside. is desirable. The reason is that it becomes easier to clarify where the responsibility for the occurrence of the abnormal heat phenomenon lies.
  • the position information of the battery module BM for example, information specified based on the radio wave intensity of the signal emitted by the sensor unit 30A can be used.
  • the battery transportation equipment BSC of the present embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment due to the common configuration or the equivalent configuration of the first embodiment.
  • the battery transportation equipment BSC of this embodiment has the following features.
  • the battery transportation equipment BSC includes a storage container SC, a factor monitoring unit that monitors factors leading to an abnormal heat generation phenomenon in which the temperature of the battery continues to rise unintentionally, and an abnormality detection unit 150 that detects an abnormality in the battery. , provided. Then, the abnormality detection unit 150 suppresses the occurrence of abnormal heat generation based on the monitoring result of the factor monitoring unit, detects an abnormal state that occurs in the battery at the initial stage of occurrence of the abnormal heat generation, and detects the abnormal state detection result.
  • the battery monitoring device 20 of the present invention is essential for detecting the lithium deposition amount of the lithium ion battery by the battery monitoring device 20, but it is not essential for measures against abnormal heat generation of the battery, estimation of the volume ratio SOH of the battery, and the like.
  • the amount of lithium deposited and the internal resistance of the battery are monitored as factors leading to the abnormal heat generation phenomenon, but physical quantities other than these are monitored as factors leading to the abnormal heat generation phenomenon. good too.
  • a plurality of processes are illustrated as countermeasures against the abnormal heating phenomenon, but the battery monitoring device 20 may carry out some of the processes. Further, measures other than those described above may be used as countermeasures against the abnormal heat generation phenomenon.
  • abnormal conditions occurring in the battery at the initial stage of occurrence of abnormal heat generation include abnormal internal pressure of the sealed container 11, abnormal battery temperature, abnormal battery voltage, and abnormal gas in the sealed container 11. It is not limited to this. A battery state other than these may be detected as an abnormal state occurring in the initial stage of occurrence of an abnormal heat generation phenomenon.
  • the battery monitoring device 20 described above includes a flexible substrate FPC and an ASIC circuit, it is not limited to this.
  • the flexible printed circuit board FPC and ASIC circuit are not essential components in the battery monitoring device 20 .
  • the battery monitoring device 20 is preferably adapted to correct the estimated lithium deposition amount by the battery temperature or the parasitic resistance value, but it does not have to be.
  • the battery monitoring device 20 compares the predetermined battery state estimated from the lithium deposition amount with the predetermined battery state estimated from other factors, and determines whether the deposition amount detection unit 37 is appropriate. It is desirable to be able to diagnose, but it does not have to be.
  • the volume ratio SOH is estimated based on the amount of lithium deposited and the thickness of the SEI layer of the battery, but the volume ratio SOH is estimated based on other physical quantities.
  • the battery monitoring device 20 may, for example, detect a deterioration state including cracks in the positive electrode of the battery, and calculate the volumetric ratio SOH based on the deterioration state.
  • the battery monitoring device 20 be able to form a battery management system BMS that manages the battery modules BM together with the battery management device 60, but it does not have to be. This also applies to the charging system BCS and the battery evaluation system BRS. Note that the battery evaluation system BRS may be configured as one functional unit in the battery management system BMS.
  • the monitoring target of the battery monitoring device 20 is not limited to the vehicle-mounted battery mounted on the vehicle.
  • the battery monitoring device 20 can also be used, for example, as a device for monitoring stationary storage batteries and portable storage batteries.
  • the battery monitoring device 20 basically monitors lithium-ion batteries, but it is not limited to this, and if there is a battery that can cause the same problem as a lithium-ion battery, the battery can also be monitored. It should be noted that the battery to be monitored by the battery monitoring device 20 does not have to be formed by modularizing a plurality of battery cells C. FIG.
  • the battery monitoring device 20 may be connected to the battery ECU 100 not wirelessly, but wiredly.
  • the battery monitoring device 20 is not limited to one that completely matches the one described above, and may be partially different from the one described above.
  • the controller and techniques of the present disclosure may be implemented on a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by the computer program. good too.
  • the controller and techniques of the present disclosure may be implemented in a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • the control unit and method of the present disclosure is a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be implemented on one or more dedicated computers.
  • the computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.
  • a battery monitoring device for monitoring the amount of lithium deposition in a lithium ion battery, a short circuit (371) for temporarily shorting both ends of the lithium ion battery to discharge, based on a change in at least one of current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit; a deposition amount detection unit (37) for calculating an estimated value of the lithium deposition amount by A temperature sensor (31) that detects the battery temperature of the lithium ion battery, The battery monitoring device, wherein the deposition amount detection unit calculates a correction value obtained by correcting the estimated value with the battery temperature as the lithium deposition amount.
  • a battery monitoring device for monitoring the amount of lithium deposition in a lithium ion battery, a short circuit (371) for temporarily shorting both ends of the lithium ion battery to discharge, based on a change in at least one of current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit; a deposition amount detection unit (37) for calculating an estimated value of the lithium deposition amount by A storage unit (51) in which a parasitic resistance value generated between the lithium ion battery and the short circuit is stored in advance, The battery monitoring device, wherein the deposition amount detection unit calculates a correction value obtained by correcting the estimated value with the parasitic resistance value as the lithium deposition amount.
  • [Disclosure 4] 3. The method according to Disclosure 3, wherein the deposition amount detection unit corrects the parasitic resistance value stored in the storage unit according to the battery temperature, and calculates the lithium deposition amount using the corrected parasitic resistance value. Battery monitor.
  • the battery monitoring device according to any one of Disclosures 1 to 5, comprising:
  • a battery monitoring device for monitoring the amount of lithium deposition in a lithium ion battery, a short circuit (371) for temporarily shorting both ends of the lithium ion battery to discharge, based on a change in at least one of current and voltage when both ends of the lithium ion battery are shorted in the short circuit; a deposition amount detection unit (37) for calculating an estimated value of the lithium deposition amount by A diagnostic unit (541) for diagnosing whether the deposition amount detection unit is appropriate by comparing a predetermined battery state estimated from the lithium deposition amount with the battery state estimated from factors other than the lithium deposition amount. and, A battery monitoring device comprising:
  • Disclosure 8 The battery monitoring device according to any one of Disclosures 1 to 7, comprising a storage medium (51) that stores the time change of the lithium deposition amount as one of usage histories or one of manufacturing histories of the lithium ion battery. .
  • a battery monitoring device for monitoring the amount of lithium deposition in a lithium ion battery, a deposition amount detection unit (37) for calculating the lithium deposition amount using the output of a sensor installed in a storage battery including the lithium ion battery;
  • a battery monitoring device comprising a storage unit (51) that stores the time change of the lithium deposition amount as one of usage histories or one of manufacturing histories of the lithium ion battery.
  • Disclosure 10 10.
  • Disclosure 11 10. The battery according to any one of Disclosures 1 to 9, wherein the lithium ion battery is heated by a heating element (HM) that raises the temperature of the lithium ion battery when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold. surveillance equipment.
  • HM heating element
  • a battery management unit that manages a storage battery including a lithium ion battery, a sensor unit (30) for monitoring the battery state including the amount of lithium deposition in the lithium ion battery;
  • a battery control device 140) that controls charging of the storage battery,
  • a battery management unit wherein the battery control device heats the storage battery with a heating element (HM) that raises the temperature of the storage battery when the lithium deposition amount increases beyond a predetermined threshold.
  • HM heating element
  • the sensor unit includes a temperature sensor (31) that detects the battery temperature of the lithium ion battery, The battery control device heats the storage battery with the heating element when the amount of lithium deposition increases beyond a predetermined threshold and the battery temperature drops below a predetermined low temperature threshold during the charging control. 13.
  • the battery management unit according to 12.

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Abstract

電池監視装置は、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視するものである。電池監視装置は、リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含む析出量検出部（３７）を含んでいる。この析出量検出部は、短絡回路にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量の推定値を算出する。また、電池監視装置は、リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）を備える。析出量検出部は、推定値を電池温度で補正した補正値をリチウム析出量として算出する。

Description

電池監視装置、バッテリマネージメントユニット 関連出願への相互参照
　本出願は、２０２１年１２月２４日に出願された日本特許出願番号２０２１－２１１０４７号と、２０２２年６月２９日に出願された日本特許出願番号２０２２－１０４７０７号とに基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、電池監視装置およびバッテリマネージメントユニットに関する。
　従来、リチウムイオン電池の内部短絡を診断する技術として、リチウムイオン電池の両端を短絡させるスイッチ、抵抗、コイル等を含む短絡回路を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第１１１５２６５２号明細書
　ところで、本発明者らは、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量と、リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動との間に相関性があることに着眼し、当該挙動からリチウム析出量を推定することを検討した。
　しかし、リチウムイオン電池の内部抵抗は、数ｍΩ～数百ｍΩ程度であり、外乱の影響を受け易く、上記の推定方法ではリチウム析出量を精度よく求めることが困難であり、信頼性に欠けることが分った。このことは、本発明者らの鋭意検討の末に見出された。
　本開示は、リチウム析出量を算出する析出量検出部の信頼性を確保可能な電池監視装置を提供することを１つの目的とする。また、本開示は、リチウム析出量を適切に検出可能な電池監視装置を提供すことや、リチウム析出量の増加を適切に抑制可能なバッテリマネージメントユニットを提供することを別の目的とする。
　本開示の１つの観点によれば、
　電池監視装置は、
　リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路を含み、短絡回路にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部と、
　リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサと、を備え、
　析出量検出部は、推定値を電池温度で補正した補正値をリチウム析出量として算出する。
　これによると、リチウム析出量の推定値に含まれる電池温度の影響を小さくして、リチウム析出量の検出精度を向上させることができるので、析出量検出部の信頼性を確保することができる。
　本開示の別の観点によれば、
　電池監視装置は、
　リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路を含み、短絡回路にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部と、
　リチウムイオン電池と短絡回路との間に生ずる寄生抵抗値が予め記憶された記憶部と、を備え、
　析出量検出部は、推定値を寄生抵抗値で補正した補正値をリチウム析出量として算出する。
　これによると、リチウム析出量の推定値に含まれる寄生インピーダンスの影響を小さくして、リチウム析出量の検出精度を向上させることができるので、析出量検出部の信頼性を確保することができる。
　本開示の別の観点によれば、
　電池監視装置は、
　リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路を含み、短絡回路にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部と、
　リチウム析出量から推定される所定の電池状態とリチウム析出量以外の他の要素から推定される電池状態とを比較して、析出量検出部の適否を診断する診断部と、を備える。
　これによると、診断部によって析出量検出部の確からしさを診断することができるので、析出量検出部の信頼性を確保することができる。
　本開示の別の観点によれば、
　電池監視装置は、
　蓄電池に設置されるセンサの出力を用いてリチウム析出量を算出する析出量検出部と、
　リチウム析出量の時間変化をリチウムイオン電池の使用履歴の１つとして記憶する記憶部と、を備える。
　このようになっていれば、リチウム析出量を非破壊、且つ、短時間に適切に検出して、リチウム析出状態の検査を実施することができる。特に、電池モジュールＢＭに対してリチウム析出を検出するセンサを設置する構成になっているので、時間や場所を問わずリチウムの析出状態の検出を可能となる。さらに、リチウム析出量の時間変化をリチウムイオン電池の使用履歴の１つとして記憶部に記憶しておくことで、いつリチウムが析出したかを明確に把握することができる。このことは、リチウム析出の責任の所在を明確にできるといった利点がある。
　本開示の別の観点によれば、
　バッテリマネージメントユニットは、
　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を含む電池状態を監視するセンサ部と、
　蓄電池の充電制御を行う電池制御装置を備え、
　電池制御装置は、リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、蓄電池を昇温させる加熱要素によって蓄電池を加熱する。
　これによると、リチウム析出量が増えるタイミングでリチウムイオン電池を加熱して、リチウム析出量の増加を適切に抑制するので、安全かつ高効率な態様でリチウムイオン電池を使用することができる。特に、本案のバッテリマネージメントユニットは、温度分布が拡大し易い大規模な蓄電設に好適である。
　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態に係る電池監視装置が適用された電池パックを示す模式図である。 リチウムイオン電池を説明するための説明図である。 電池監視装置を含むバッテリマネージメントユニットの概略構成図である。 電池監視装置を説明するための説明図である。 電池監視装置に含まれる析出量検出部を説明するための説明図である。 リチウム析出量の算出方法を説明するための説明図である。 寄生抵抗値の求め方を説明するための説明図である。 リチウム析出量の算出の流れを説明するための説明図である。 診断部による析出量検出部の診断を説明するための説明図である。 電池の容積率ＳＯＨの算出方法を説明するための説明図である。 異常発熱現象の発生前後における各種センサの出力変化を示すタイミングチャートである。 電池監視装置が実行する制御処理の流れを説明するための説明図である。 電池監視装置を含む電池管理システムの概略構成図である。 電池監視装置を含む充電システムの概略構成図である。 第１実施形態の比較例となる充電システムでの電池モジュールの充電時における電流、電圧を説明するための説明図である。 電池モジュールの充電開始時に電池監視装置が実行する制御処理の流れを説明するための説明図である。 充電器が実行する制御処理の流れを説明するための説明図である。 電池モジュールの充電中に電池監視装置が実行する制御処理の流れを説明するための説明図である。 第１実施形態の充電システムでの電池モジュールの充電時における電流、電圧を説明するための説明図である。 電池評価システムの概略構成図である。 電池評価システムによる電池モジュールの価値算定および用途提案を説明明するための概略的なブロック図である。 電池評価システムが生成するリビルド情報を説明するための説明図である。 電池パックを車両に搭載するまでの製造過程を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る電池監視装置の一部の機能を説明するための説明図である。 リチウムイオン電池のリチウムが析出した時期を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る大容量蓄電システムの概略構成図である。 大容量蓄電システムの内部構成を説明するための説明図である。 大容量蓄電システムの概略的なシステム構成図である。 第３実施形態の比較例となる大容量蓄電システムの温度制御を説明するための説明図である。 第３実施形態に係る大容量蓄電システムの温度制御を説明するための説明図である。 温度制御の変形例を説明するための説明図である。 電池交換に適した時期を説明するための説明図である。 充電レートおよび温度とリチウム析出量との関係を説明するための説明図である。 第４実施形態に係る電池輸送機器の概略構成図である。 電池輸送機器の概略的なシステム構成図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
　（第１実施形態）
　本実施形態では、まず、高圧バッテリである電池パック１を搭載した車両のバッテリマネージメントユニット（以下、ＢＭＵとも呼ぶ）に本開示の電池監視装置２０および電池監視方法を適用した例について、図１～図１３を参照しつつ説明する。その後に、本実施形態では、電池監視装置２０を含む充電システムＢＣＳおよび電池評価システムＢＲＳについて説明する。
　　［ＢＭＵ］
　ＢＭＵは、図１に示す電池パック１を備える。電池パック１は、外殻を構成する密閉容器１１を備え、当該密閉容器１１の内側に、複数の電池モジュールＢＭ、電池監視装置２０、電池ＥＣＵ１００が収容されたものである。密閉容器１１には、その内部の圧力が高まった際に、内側にあるガスを外部に排気するための高圧保護バルブＨＰＶが設けられている。電池パック１は、図示しない温調機器によって各電池モジュールＢＭを適温に調整される。
　複数の電池モジュールＢＭは、図示しない車両走行用に電動機等の電気機器に接続され、当該電気機器に電力を供給する電源である。複数の電池モジュールＢＭは、電気的に直列に接続されている。また、複数の電池モジュールＢＭは、複数の電池セルＣを電気的に直列に接続した組電池である。なお、本実施形態では、３つの電池モジュールＢＭを備える電池パック１を例示したが、電池モジュールＢＭの数はこれに限定されず、任意の数とすることができる。電池モジュールＢＭを構成する電池セルＣの数についても任意の数とすることができる。なお、電池モジュールＢＭは、一部が電気的に並列に接続されていてもよい。以下では、電池セルＣや電池モジュールＢＭのことを単に電池と呼ぶことがある。なお、本実施形態の電池モジュールＢＭは、リチウムイオン電池を含む蓄電池である。
　電池セルＣは、充放電可能な二次電池である。電池セルＣは、リチウムイオン電池で構成されている。リチウムイオン電池は、例えば、図２に示すように、正極剤としてリン酸鉄リチウムＬＦＰやニッケル・マンガン・コバルトＮＭＣが採用され、負極剤として黒鉛が採用されたもので構成される。また、リチウムイオン電池は、例えば、正極側集電体がアルミニウムで構成され、負極側集電体が銅で構成されている。このように構成されるリチウムイオン電池は、優れた充放電のサイクル特性を有する一方で、電極電位がリチウムの析出電位に非常に近く、充電状態においてリチウムが析出し易い特徴がある。
　図３に示すように、電池監視装置２０は、接続部材２１を介して各電池モジュールＢＭそれぞれに電気的に接続されている。接続部材２１には、配線パターンが印刷されたフレキシブル基板ＦＰＣが含まれている。電池監視装置２０は、各電池モジュールＢＭと同数のセンサ部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、各電池モジュールＢＭと同数の監視モジュール５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを備える。各センサ部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、基本構成が同じであるため、個別に説明するのではなく、センサ部３０としてまとめて説明する。また、各監視モジュール５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、基本構成が同じであるため、個別に説明するのではなく、監視モジュール５０としてまとめて説明する。
　センサ部３０は、各電池モジュールＢＭの電池状態を検出する。図４に示すように、センサ部３０は、温度センサ３１、電流センサ３２、電圧センサ３３、歪センサ３４、ガスセンサ３５、パック内圧センサ３６、析出量検出部３７、被膜検出部３８を含んでいる。センサ部３０を構成する各種センサは、少なくとも一部がフレキシブル基板ＦＰＣに実装されている。なお、センサ部３０を構成する各種センサ全てが、フレキシブル基板ＦＰＣに実装されている必要はない。但し、温度センサ３１、歪センサ３４、ガスセンサ３５は、電池セルＣの近くにある方がよいので、フレキシブル基板ＦＰＣに実装することが望ましい。
　温度センサ３１は、リチウムイオン電池の電池温度を検出するセンサである。温度センサ３１は、図１に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣに対して複数実装されている。フレキシブル基板ＦＰＣには、電池モジュールＢＭを構成する全てのリチウムイオン電池の電池温度が把握可能なように、電池セルＣと同数または電池セルＣよりも若干少ない数の温度センサ３１が実装されている。なお、電池温度は、電池セルＣの内部インピーダンスの測定結果から推定するようになっていてもよい。この場合、電池温度を推定する手段が温度センサ３１としての機能を果たす。
　電流センサ３２は、電池モジュールＢＭを流れる電流を検出するセンサである。各電池モジュールＢＭが電気的に直列に接続されている場合、電流センサ３２は、電池パック１に１つあれば充分である。
　電圧センサ３３は、各電池セルＣのセル電圧の検出機能に加えて、電池モジュールＢＭの電圧をブロック電圧として検出可能になっている。電圧センサ３３は、例えば、各電池セルＣのセル電圧をキャパシタに順次充電して、キャパシタの端子間電圧をセル電圧として検出するフライングキャパシタ型の回路で構成することができる。
　歪センサ３４は、各電池セルＣの内部のガス発生等によって生ずる各電池セルＣの歪を検出するセンサである。なお、電池セルＣの歪は、歪センサ３４ではなく超音波センサ等の他のセンサで検出するようになっていてもよい。
　ガスセンサ３５は、各電池セルＣからのガスリークを検出するためのセンサである。ガスセンサ３５は、例えば、リチウムイオン電池の異常が生じた際に発生する、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、フッ化水素の少なくとも１つを検出可能に構成されている。
　パック内圧センサ３６は、電池パック１の密閉容器１１の内部の圧力をパック内圧力として検出するセンサである。パック内圧センサ３６は、例えば、大気圧を基準とする大気圧レンジ型の圧力センサで構成される。
　析出量検出部３７は、リチウムイオン電池におけるリチウム析出を検出する機器である。析出量検出部３７は、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量と、リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動との間の相関性を利用して、当該挙動からリチウム析出量を推定する。
　図５に示すように、析出量検出部３７は、リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路３７１と、短絡回路３７１でリチウムイオン電池を短絡させた際の電流および電圧の挙動に基づいてリチウム析出量を推定する演算器３７２を有する。短絡回路３７１は、フレキシブル基板ＦＰＣに実装されている。また、演算器３７２は、監視モジュール５０に実装されている。
　図示しないが、短絡回路３７１は、リチウムイオン電池の両端を短絡させるための短絡スイッチ、コイル、およびキャパシタを有する。リチウムイオン電池の内部抵抗、短絡回路３７１のコイル、キャパシタにより自己共振回路が構成される。
　演算器３７２は、リチウムイオン電池の両端を短絡させた際に、短絡回路３７１を流れる電流および電圧のうち少なくとも一方の信号波形に含まれるリチウム析出量に相関性がある抵抗変化成分を抽出し、抽出した成分からリチウム析出量の推定値を算出する。
　上記の推定方法は、非常に簡素な構成であり、リチウムイオン電池からの放電周波数を調整することで、特定の電池劣化モードを検出できる点において、非常に有用な方法である。
　一方、リチウムイオン電池の内部抵抗は、数ｍΩ～数百ｍΩ程度であり、温度や寄生インピーダンス等の外乱の影響を受け易いこともあり、上記の推定方法ではリチウム析出量を精度よく求めることが困難であることが分った。このことは、本発明者らの鋭意検討の末に見出された。
　このことを加味して、析出量検出部３７の演算器３７２は、図６に示すように、上記の推定値を温度センサ３１で検出される電池温度および監視モジュール５０の記憶部５１に予め記憶された寄生抵抗値の双方で補正した補正値をリチウム析出量として算出する。
　寄生抵抗値は、リチウムイオン電池と短絡回路３７１との間に生ずる寄生インピーダンスの一部である。寄生抵抗値は、電池温度に応じて変化する。このため、演算器３７２は、記憶部５１に記憶された寄生抵抗値を電池温度に応じて補正し、補正した寄生抵抗値を用いてリチウム析出量を算出する。なお、演算器３７２は、リチウム析出量の推定手段としての機能に加えて、リチウム析出量の推定値を補正するキャリブレーション手段としての機能を兼ねている。
　ここで、寄生抵抗値は、図７に示すように、析出量検出部３７をリチウムイオン電池に接続する前に既知のインピーダンスＺを有する校正装置ＣＤに対して接続して求める。具体的には、図８に示すように、短絡回路３７１を校正装置ＣＤに接続し、この状態で寄生抵抗値を求める。そして、寄生抵抗値を監視モジュール５０の記憶部５１に保存する。次いで、短絡回路３７１を電池モジュールＢＭに接続し、この状態でリチウム析出量を算出する。
　このように構成される析出量検出部３７は、寄生インピーダンスおよび温度変化に対するロバスト性を確保することができる。このことは、リチウム析出量を精度よく検出する上で非常に有効である。
　本実施形態の短絡回路３７１は、コイルを含んでおり、体格が大きくなってしまうので、搭載性を考慮して適宜小型化を図る必要がある。小型化は、例えば、コイルの飽和磁束密度を向上させることで実現可能である。小型化の具体的手段としては、例えば、磁束密度の高い材料で構成されるコイルを用いたり、ギャップを設けることによって飽和磁束密度を向上させたりすることが挙げられる。
　被膜検出部３８は、リチウムイオン電池の充電時に負極と電解液の界面に形成される被膜の厚みを検出する。この被膜は、ＳＥＩ層とも呼ばれる。ＳＥＩは、Solid Electrolyte Interphase の略称である。
　ＳＥＩ層の厚みは、短絡回路３７１でリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動と相関性を有する。被膜検出部３８は、短絡回路３７１でリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動からＳＥＩ層の厚みを推定する。具体的には、被膜検出部３８は、短絡回路３７１で電池の両端を短絡させた際に、短絡回路３７１を流れる電流および電圧のうち少なくとも一方の信号波形に含まれるＳＥＩ層の厚みに相関性がある成分を抽出し、抽出した成分からＳＥＩ層の厚みを推定する。なお、ＳＥＩ層の厚みを検出する際には、リチウム析出量の検出と同様に、電池温度で補正することが望ましい。
　ここで、リチウム析出量およびＳＥＩ層の厚みは、電池の電圧および電流よりも電池の容量劣化に相関性が高い物理量である。本実施形態では、析出量検出部３７および被膜検出部３８が、電池の電圧および電流よりも電池の容量劣化に相関性が高い物理量を検出すう“劣化検出部”を構成している。また、リチウム析出量は、電池の温度が意図せずに上昇し続ける異常発熱現象につながる因子の１つである。このため、析出量検出部３７は、異常発熱現象につながる因子を監視する“因子監視部”を構成している。
　図４に示すように、フレキシブル基板ＦＰＣには、電池状態を検知する電池状態検知部３９が実装されている。電池状態検知部３９は、例えば、温度センサ３１、電流センサ３２、電圧センサ３３それぞれのセンサ出力に基づいて、電池温度が過昇温となる電池状態、過充電となる電池状態、内部抵抗が大きく変化する電池状態等を検知する。
　続いて、監視モジュール５０について説明する。監視モジュール５０は、電池モジュールＢＭに対して直に取り付けられるサテライトモジュールである。監視モジュール５０は、ＢＭＵにおいて高電圧側にある機器である。監視モジュール５０は、電池に電気的に接続されて電池の異常を検知する“異常検知部”を構成する。
　監視モジュール５０は、記憶部５１、無線通信部５２、内部抵抗検出部５３、監視ＩＣ５４等を備える。記憶部５１には、監視モジュール５０毎に設定された固有ＩＤ、電池モジュールＢＭの監視結果、前述の寄生抵抗値等の各種情報が記憶されている。記憶部５１は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
　無線通信部５２は、電池ＥＣＵ１００との間で双方向通信を可能とするための通信機器である。監視モジュール５０は、電池ＥＣＵ１００からの各種信号を受信するとともに、電池ＥＣＵ１００に向けて監視モジュール５０の監視結果等を送信する。
　内部抵抗検出部５３は、センサ部３０から出力される各種情報に基づいて、電池の内部抵抗を検出する機器である。また、電池の内部抵抗の変化は、異常発熱現象につながる因子の１つである。このため、内部抵抗検出部５３は、異常発熱現象につながる因子を監視する“因子監視部”を構成している。
　監視ＩＣ５４は、電池に電気的に接続されて電池の異常を検知する。監視ＩＣ５４は、異常発熱現象につながる因子の監視結果に基づいて異常発熱現象の発生を未然に抑えるとともに、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知し、異常状態の検知結果に基づいて異常発熱現象に対する対策を実施する。
　監視ＩＣ５４は、異常発熱現象につながる因子の監視および異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態の検知のうち、少なくとも一部を行うアルゴリズムを有するＡＳＩＣ回路を含んでいる。具体的には、監視ＩＣ５４は、各種制御を実行する機能部として、診断部５４１、ＳＯＨ推定部５４２、監視制御部５４３を有した構成とされている。
　リチウム析出量は、電池の残存価値を大きく左右するパラメータであるため、そのパラメータの確からしさの検証も重要である。診断部５４１は、リチウム析出量から推定される所定の電池状態とリチウム析出量以外の他の要素から推定される電池状態とを比較して、析出量検出部３７の適否を診断する。
　診断部５４１は、例えば、図９に示すように、析出量検出部３７で検出されるリチウム析出量から電池の容積率ＳＯＨを推定する。また、診断部５４１は、温度センサ３１、電流センサ３２、電圧センサ３３それぞれのセンサ出力に基づいて電池の容積率ＳＯＨを推定する。なお、ＳＯＨは、State of Healthの略称である。
　続いて、診断部５４１は、リチウム析出量から推定される容積率ＳＯＨと、電池の温度、電流、電圧から推定される容積率ＳＯＨとを状態比較器で比較して、析出量検出部３７の適否を診断する。例えば、診断部５４１は、リチウム析出量から推定される容積率ＳＯＨと、電池の温度、電流、電圧から推定される容積率ＳＯＨとの乖離が所定範囲内であれば析出量検出部３７が適正と診断する。一方、診断部５４１は、リチウム析出量から推定される容積率ＳＯＨと、電池の温度、電流、電圧から推定される容積率ＳＯＨとの乖離が所定範囲を超えている場合は析出量検出部３７が不適と診断する。析出量検出部３７が不適と診断された場合、監視ＩＣ５４は、リチウム析出量の検出およびリチウム析出量を用いた制御処理を禁止したり、無線通信部５２を介して析出量検出部３７の故障を示す信号を電池ＥＣＵ１００に向けて送信したりする。なお、本実施形態では、診断部５４１が推定する電池状態として電池の容積率ＳＯＨを例示したが、診断部５４１は、容積率以外の電池状態を推定するようになっていてもよい。
　ここで、特開２０１４－１０２０７６号公報には電池の満充電量の算出方法が開示されている。この算出方法では、まず、電池の出力電流の電流値を時間積分することで、第１の時点と第２の時点の間の充放電量の変化量を算出する。そして、第１の時点と第２の時点のＯＣＶを計測し、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を用いて第１の時点と第２の時点の残存容量ＳＯＣを算出して、各時点の残存容量ＳＯＣの偏差として算出される変化量ΔＳＯＣを算出する。次いで、残存容量ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣで充放電量の変化量を割ることで電池の満充電量を算出する。また、電池の容積率ＳＯＨは、上記の電池の満充電量を満充電量の初期値で割ることで得られる。
　しかしながら、上記の残存容量ＳＯＣや容積率ＳＯＨの算出方法は、電流センサ３２や電圧センサ３３の誤差の影響を避けるために、ある程度の充電量や放電量が生ずるシーンでないと電池の充放電量を計算できず、リアルタイム性に欠け、実用性に課題がある。また、充放電量を算出する際に、電流センサ３２のオフセット誤差により、時間と共に、容積率ＳＯＨの算出誤差が拡大するという課題もある。
　これらを考慮して、ＳＯＨ推定部５４２は、電池の電圧および電流よりも電池の容量劣化に相関性が高い物理量に基づいて電池の容積率ＳＯＨを推定する。なお、ＳＯＨ推定部５４２は、“容積率推定部”を構成している。
　電池の劣化の一要因は、電池の内部抵抗の増加である。電池の内部抵抗は、リチウム析出量および電池の内部抵抗といった物理量と強い相関性がある。また、電池の内部抵抗は、温度依存性があるとともに、電池の電流および電圧に影響する。
　これらを加味して、本実施形態のＳＯＨ推定部５４２は、図１０に示すように、リチウム析出量、ＳＥＩ層の厚み、電池の温度、電流、電圧を容積率ＳＯＨの推定モデルを用いて容積率ＳＯＨを推定する。容積率ＳＯＨの推定モデルは、例えば、容積率ＳＯＨ、リチウム析出量、ＳＥＩ層の厚み、電池の温度、電流、電圧それぞれの関係を規定した制御マップや関数である。なお、推定モデルは、例えば、ニューラルネットワークを用いた深層学習、強化学習、深層強化学習によって得られたモデルであってもよい。
　これによると、充放電量による容積率ＳＯＨの推定では困難であった、リアルタイムな電池状態診断が可能となる。また、温度を正確に計測することにより、電池の内部抵抗の温度影響を除外し、劣化情報を適切に抽出できるので、精度が向上する。
　監視制御部５４３は、異常発熱現象につながる因子の監視結果に基づいて異常発熱現象の発生を未然に抑えるとともに、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知し、当該異常状態の検知結果に基づいて異常発熱現象に対する対策を実施する。なお、図示しないが、監視ＩＣ５４は、複数の電池セルＣの電圧を均等化させる回路の制御等を行う。
　続いて、電池ＥＣＵ１００について説明する。電池ＥＣＵ１００は、ＢＭＵにおけるメインモジュールであって、各電池モジュールＢＭの充放電制御を行う。電池ＥＣＵ１００は、ＢＭＵにおいて低電圧側にある機器である。
　具体的には、電池ＥＣＵ１００は、プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、無線通信機１１０等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。電池ＥＣＵ１００は、無線通信機１１０を介して各監視モジュール５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃと通信可能に構成されている。また、電池ＥＣＵ１００は、ＣＡＮ等の通信経路を介して、各種ＥＣＵに接続されている。各種ＥＣＵとしては、電池の温調機器を制御する熱マネージメント用のＥＣＵ、車両に搭載されたＨＭＩ装置のＥＣＵ等が挙げられる。電池ＥＣＵ１００は、ＨＭＩ装置等を介して各種の電池状態を外部に報知可能になっている。
　このように構成される電池パック１は、リチウムイオン電池等のような充放電可能な電池を含んでいる。この種の電池は、何らかのきっかけにより電池内部の特定部材が発熱し、その発熱がさらに他の部材の発熱を引き起こし、電池の温度が意図せずに上昇し続ける異常な発熱現象が生じ得る。このような異常発熱現象が生じると、電池の熱的信頼性が著しく低下してしまうことから、好ましくない。故に、リチウムイオン電池等では、電池の異常発熱現象の有無を検出して熱的信頼性を確保することが重要である。
　ここで、異常発熱現象の前後における各種センサの出力変化について、図１１を参照しつつ説明する。図１１は、本発明者らが異常発熱現象の前後における各種センサの出力変化を検証結果の一例を示している。
　図１１に示すように、異常発熱現象の発生前の段階では、まず、電池の異常の兆候として、電池セル内部のガス圧増加によって電池の体積変化が始まる。これにより、歪センサ３４の出力が増加傾向を示す。
　その後、電池の体積変化が大きくなると、電池が破損して電池セル内部のガスのリークが始まる。これにより、ガスセンサ３５の出力が増加傾向を示す。なお、電池が破損すると、電池内部のガス圧が低下して、歪センサ３４の出力が減少傾向を示す。
　また、図１１には示していないが、電池の劣化が進行すると、電池内部でリチウム析出が生じたり、ＳＥＩ層の厚みが増加したりすることで電池の内部抵抗が増加する。
　異常発熱現象が発生すると、電池温度および電池パック１内部の圧力（すなわち、パック内圧）が急上昇するとともに、電池の電圧が急激に降下する。さらに、ガスセンサ３５の出力が増加傾向を示す。これらの兆候は、異常発熱現象の発生初期段階で顕著となる。
　これらを加味して、電池監視装置２０では、異常発熱現象の未然防止および早期検知を図るための制御処理を実行する。以下、電池監視装置２０が実行する制御処理の一例について図１２を参照しつつ説明する。
　図１２に示す制御処理は、例えば、車両の起動中および停止してから所定時間が経過するまでの期間に、定期的または不定期に、電池監視装置２０によって実行される。なお、本フローチャートに示される各処理は、電池監視装置２０の各機能部によって実現される。また、本処理を実現する各ステップは、電池監視方法を実現する各ステップとしても把握される。
　図１２に示すように、電池監視装置２０は、ステップＳ１００にて、センサ部３０等から各種信号を読み込む。そして、電池監視装置２０は、ステップＳ１０５にて、異常発熱現象が発生したか否かを判定する。前述したように異常発熱現象の発生初期段階では、電池温度、パック内圧、ガスセンサ３５の出力が急上昇するとともに、電池の電圧が急激に降下する。このことを考慮し、電池監視装置２０は、温度センサ３１、電圧センサ３３、ガスセンサ３５、パック内圧センサ３６の少なくとも一部のセンサ出力に基づいて異常発熱現象が発生したか否かを判定する。
　異常発熱現象の発生が検知されると、電池監視装置２０は、ステップＳ１１０に移行して、異常発熱現象に対する対策を実施する。この対策には、異常発熱現象の発生を外部に知らせる外部報知処理、電池の冷却および充放制御の少なくとも一方による電池保護処理が含まれている。
　外部報知処理では、例えば、電池ＥＣＵ１００に向けて異常発熱現象の発生を示す信号を出力し、電池ＥＣＵ１００経由でＨＭＩ装置等の報知機能を有する機器を動作させてユーザ、電池管理者に異常発熱現象の発生を知らせる。
　電池保護処理では、例えば、電池ＥＣＵ１００に向けて電池冷却を指示する信号を出力し、電池ＥＣＵ１００経由で電池の温調機器を動作させて電池を冷却する。このような電池冷却によると、電池の異常発熱の進行を遅延させることが可能となる。また、電池保護処理では、例えば、電池ＥＣＵ１００に向けて電池の充放電の制限を指示する信号を出力し、電池の動作を制限することで、電池の自己発熱を抑える。このような充放電制御によっても、電池の異常発熱の進行を遅延させることが可能となる。電池保護処理は、電池の寿命を延長させる延長処理を構成している。
　また、異常発熱現象の対策の１つとして、電池監視装置２０は、複数の電池セルＣそれぞれでの監視結果および電池の異常状態の検知結果の少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルＣにおける異常なものを異常セルとして特定する。これによると、異常セルの使用を制限して、異常発熱現象の進行を遅延させることができる。
　なお、異常発熱現象に対する対策は、上記の処理に限定されず、上記したもの以外の処理によって実現されていてもよい。異常発熱現象に対する対策は、例えば、警告灯を点灯させたり、警報音を鳴らしたりするものであってもよい。
　一方、異常発熱現象の発生が検知されていない場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１１５以降の処理に移行する。なお、ステップＳ１１５以降の処理は、異常発熱現象の発生を未然に防止するための処理である。
　電池監視装置２０は、ステップＳ１１５にて、電池の過充電が検出されたか否かを判定する。電池の過充電は、例えば、電圧センサ３３のセンサ出力を監視することで検出することができる。電池の過充電が検出された場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１２０にて、充電抑制処理を実行して、ステップＳ１１５に戻る。この充電抑制処理では、電池の充電を抑制したり、電池の放電を行ったりする。
　電池の過充電が検出されなかった場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１２５にて、電池の過昇温が検出されたか否かを判定する。電池の過昇温は、例えば、温度センサ３１のセンサ出力を監視することで検出することができる。電池の過昇温が検出された場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１３０にて、出力制限や冷却制御を実施して、ステップＳ１１５に戻る。出力制限では、例えば、電池の充放電を抑制する。冷却制御では、例えば、電池の温調機器により電池を冷却する。
　電池の過昇温が検出されなかった場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１３５にて、新たにリチウム析出が検出されたか否かを判定する。リチウム析出は、例えば、析出量検出部３７で検出されるリチウム析出量の増加量を監視することで検出することができる。
　新たにリチウム析出が検出された場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１４０にて、充電、回生制御や加温制御を実施して、ステップＳ１１５に戻る。充電・回生制御では、例えば、電池の充電を抑制する。加温制御では、例えば、電池の温調機器により電池を温める。なお、リチウム析出が検出された際に実施される各処理は、電池の寿命を延長させる延長処理を構成している。
　新たにリチウム析出が検出されなかった場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１４５にて、電池の内部抵抗の変化が検出されたか否かを判定する。電池の内部抵抗は、例えば、内部抵抗検出部５３で検出される内部抵抗の増加量を監視することで検出することができる。
　電池の内部抵抗の変化が検出された場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１５０にて、電池の出力制限、温調制御、劣化度合いの通知を実施して、ステップＳ１１５に戻る。出力制御では、例えば、電池の放電を抑制する。温調制御では、例えば、温調機器により電池温度が適正範囲に維持されるように電池温度を調整する。劣化度合いの通知では、電池の内部抵抗から電池の劣化度合いを判定し、劣化度合いの判定結果または判定結果から推定される電池の交換時期を外部に通知する。なお、内部抵抗の変化が検出された際に実施される各処理は、電池の寿命を延長させる延長処理を構成している。
　電池の内部抵抗の変化が検出されなかった場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１５５にて、電池の変形が検出されたか否かを判定する。電池の変形は、歪センサ３４のセンサ出力量を監視することで検出することができる。
　電池の変形が検出された場合、電池監視装置２０は、ステップＳ１６０にて、電池の出力制限を実施して、ステップＳ１１５に戻る。出力制御では、例えば、電池の充放電を抑制する。
　電池の変形が検出されなかった場合、異常発熱現象の予兆が認められず、正常な状態であると考えられる。このため、電池の変形が検出されなかった場合、電池監視装置２０は、図１２に示す制御処理を終了する。
　ところで、車両の急速な電動化が進み、近い将来に大量の使用済み電池が発生すると見込まれている。電池を製造するには、大量のＣＯ２の排出、希少金属使用を伴うため、使用済み電池は、電池の残存容量ＳＯＣ・容積率ＳＯＨに応じ、リユース、リビルド、リサイクルが選択されることで、循環型社会に適応したバッテリエコシステムの構築が期待されている。このような、バッテリエコシステムを構築するためには、残存容量ＳＯＣ・容積率ＳＯＨといった電池の価値を正しく診断することが重要である。また、車載利用の終了後、二次利用先が決定するまで電池が保管されているシーンが想定されるが、電池は未使用時も放電が続き、保管状態によっては劣化が進むことも想定される。故に、二次利用者としては、その瞬間における電池の残存容量ＳＯＣ・容積率ＳＯＨを把握する必要があり、電池診断のリアルタイム性が重要となる。
　上述したように本実施形態の電池監視装置２０は、残存容量ＳＯＣ・容積率ＳＯＨをリアルタイムで求めることができる。このことを考慮すると、電池モジュールＢＭと電池監視装置２０とを電池ユニットＵＴとし、当該電池ユニットＵＴの単位で市場を流通させることが望ましい。そして、電池モジュールＢＭを、例えば、図１３に示す電池管理システムＢＭＳによって管理することが望ましい。
　電池管理システムＢＭＳは、電池モジュールＢＭに取り付けられた電池監視装置２０および電池管理装置６０を備える。電池管理装置６０は、性能判定部６１、価値設定部６２、および性能通知部６３を備える。
　性能判定部６１は、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨに基づいて、電池の二次利用の可否を判定する。性能判定部６１は、例えば、ＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨが所定値以上であれば二次利用可とし、所定値未満であれば二次利用不可と判定する。なお、性能判定部６１は、容積率ＳＯＨ以外の電池状態に基づいて電池の二次利用の可否を判定するようになっていてもよい。
　価値設定部６２は、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨに基づいて、電池の異常の有無を判定するとともに、電池の異常がある場合に電池の残存価値を設定する。価値設定部６２は、例えば、容積率ＳＯＨの低下に伴って電池の残存価値を低く見積もる。なお、価値設定部６２は、容積率ＳＯＨ以外の電池状態に基づいて電池の残存価値を設定するようになっていてもよい。
　性能通知部６３は、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨが電池の仕様データに示される容積率ＳＯＨの許容範囲内であるかを判定し、この判定の結果を外部に出力する。
　性能通知部６３は、電池の製造メーカ等によって提供される電池の仕様データを取得してメモリに記憶する。そして、性能通知部６３は、例えば、ＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨが仕様データに示される許容範囲内である場合、その旨を電池の販売業者、二次利用者等に通知する。また、性能通知部６３は、例えば、ＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨが仕様データに示される許容範囲外である場合、電池の二次利用が困難である旨を電池の販売業者、二次利用者等に通知する。
　以上説明した電池監視装置２０および電池監視方法によれば、有効な異常発熱対策、有効なリチウム析出量の検出、有効な容積率ＳＯＨの推定を実施することができる。具体的には次の通りである。
　［異常発熱対策］
　電池監視装置２０および電池監視方法は、異常発熱現象につながる因子を監視し、当該因子の監視結果に基づいて異常発熱現象の発生を未然に抑える。加えて、電池監視装置２０および電池監視方法は、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知し、異常状態の検知結果に基づいて異常発熱現象に対する対策を実施する。これによると、異常発熱現象の発生を未然に防ぎつつ、万が一、異常発熱現象が生じたとしても、その発生初期段階から対策を実施するといった有効な熱対策を実施することができる。
　加えて、電池監視装置２０は、次の効果が得られる。
　（１）電池監視装置２０の監視モジュール５０は、異常発熱現象につながる因子の監視と電池の異常状態の検知を並列的に実施する。換言すれば、監視モジュール５０は、異常発熱現象につながる因子の監視結果によらず、電池の異常状態の検知を実施する。これによると、例えば、異常発熱現象につながる因子の監視後に異常状態の検知を行う場合に比べて、異常状態を早期に検知することができるので、異常発熱現象に対する対策を早期に実施することができる。
　（２）異常発熱現象が生じた際の対策には、異常発熱現象の発生を外部に知らせる外部報知処理、または、電池の温度調整制御および充放制御の少なくとも一方による電池保護処理が含まれている。異常発熱現象の対策に外部報知処理が含まれている場合、電池監視装置２０自身がとり得る対策に加えて、電池監視装置２０の外部機器による対策や外部機器と連携した対策が実施し易くなる。また、異常発熱現象の対策に電池保護処理が含まれている場合、電池を適切に保護することが可能となる。
　（３）監視モジュール５０は、異常発熱現象の因子の監視結果に応じて、電池の寿命を延長させる延長処理を実施する。このように、異常発熱現象につながる因子の監視結果に応じて電池寿命の延長処理を実施する構成とすれば、電池寿命を適切に延長させることが可能となる。
　（４）異常発熱現象につながる因子は、電池の内部でのリチウム析出および電池の内部抵抗の少なくとも一方を含んでいる。リチウムイオン電池の内部でのリチウム析出や内部抵抗の増加は、電池の異常発熱現象を招く要因となる。このため、リチウム析出や内部抵抗を監視すれば、電池の異常発熱現象の発生を未然に抑え易くなる。
　（５）監視モジュール５０は、複数の電池セルＣそれぞれでの監視結果および複数の電池セルＣの異常状態の検知結果の少なくとも一方に基づいて、複数の電池セルＣにおける異常なものを異常セルとして特定する。このように、複数の電池セルＣの中から異常セルを特定可能な構成であれば、例えば、異常セルの使用を制限して、異常発熱現象の発生を未然に抑えたり、異常発熱現象の進行を遅延させたりすることが可能となる。
　（６）監視モジュール５０は、電池の異常状態として密閉容器１１の内圧異常、電池の温度異常、電池の電圧異常、密閉容器１１内のガス異常の少なくとも１つを検知可能に構成されている。異常発熱現象の発生初期段階では、電池を収容する密閉容器１１の内圧、電池の温度、電池の電圧、密閉容器１１内のガス状態が異常な状態になる。このため、監視モジュール５０は、密閉容器１１の内圧異常、電池の温度異常、電池の電圧異常、密閉容器１１内のガス異常の少なくとも１つを検知可能に構成されていれば、異常発熱現象を発生初期の段階で検知し易くなる。
　（７）電池監視装置２０は、異常発熱現象につながる因子の監視および電池の異常状態の検知のうち、少なくとも一部を行うアルゴリズムを有するＡＳＩＣ回路を含んでいる。これによると、異常発熱現象につながる因子の監視や異常状態の検知を簡素な構成で実現することができる。
　（８）監視モジュール５０は、異常発熱現象につながる因子の監視結果に基づいて、電池の劣化度合いを判定し、劣化度合いの判定結果または判定結果から推定される電池の交換時期を外部に通知可能に構成されている。このように、異常発熱現象につながる因子の監視結果から電池の劣化度合いを判定する構成とすれば、電池の劣化度合いを判定するための専用機器が不要となる。このことは、電池監視装置２０の簡素化に寄与する。
　（９）電池と監視モジュール５０とを接続する接続部材２１は、センサ部３０の一部が実装されたフレキシブル基板ＦＰＣを含んでいる。このように、接続部材２１を構成するフレキシブル基板ＦＰＣにセンサ部３０の一部を実装すれば、電池に近い位置で電池の異常発熱現象につながる因子を監視することができる。
　［リチウム析出量の検出］
　電池監視装置２０の析出量検出部３７は、短絡回路３７１にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量の推定値を算出する。そして、析出量検出部３７は、リチウム析出量の推定値を電池温度で補正する。これによると、リチウム析出量の推定値に含まれる電池温度の影響を小さくして、リチウム析出量の検出精度を向上させることができるので、析出量検出部３７の信頼性を確保することができる。
　また、析出量検出部３７は、リチウム析出量の推定値を記憶部５１に記憶された寄生抵抗値で補正する。これによると、リチウム析出量の推定値に含まれる寄生インピーダンスの影響を小さくして、リチウム析出量の検出精度を向上させることができるので、析出量検出部３７の信頼性を確保することができる。
　（１）具体的には、析出量検出部３７は、記憶部５１に記憶された寄生抵抗値を電池温度に応じて補正し、補正した寄生抵抗値を用いてリチウム析出量を算出する。これによると、リチウム析出量の推定値に含まれる電池温度および寄生インピーダンスの影響を小さくして、リチウム析出量の検出精度を向上させることができる。
　（２）寄生抵抗値は、短絡回路３７１をリチウムイオン電池に接続する前に既知のインピーダンスＺを有する校正装置ＣＤに対して接続して求める。これによると、析出量検出部３７の寄生抵抗値を精度よく求めることができる。このことは、リチウム析出量の検出精度を向上に大きく寄与する。
　（３）電池監視装置２０は、リチウム析出量から推定される所定の電池状態とリチウム析出量以外の他の要素から推定される所定の電池状態とを比較して、析出量検出部３７の適否を診断する診断部５４１を備える。これによると、診断部５４１によって析出量検出部３７の確からしさを診断することができるので、析出量検出部３７の信頼性を確保することができる。
　［電池監視装置２０の変形例］
　電池監視装置２０は、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、上述の技術的事項は、車載機器以外の機器やシステムにも転用可能である。
　［容積率ＳＯＨの推定］
　電池監視装置２０は、電池の電圧および電流よりも電池の容量劣化に相関性が高い物理量を検出し、当該物理量に基づいて電池の容積率ＳＯＨを推定する。このように、電池の容量劣化に相関性が高い物理量によって容積率ＳＯＨを推定する構成とすれば、電池の電流および電圧から容積率ＳＯＨを求める場合に比べて、誤差の影響を避ける必要性が小さいので、短時間で容積率ＳＯＨを推定することができる。したがって、本案の電池監視装置２０によれば、実用的な態様で電池状態を把握することが可能となる。
　（１）ここで、リチウム析出量およびＳＥＩ層の厚みは、電池の容量劣化に直接的に影響する物理量である。このため、リチウム析出量やＳＥＩ層の厚みを検出し、リチウム析出量やＳＥＩ層の厚みに基づいて、容積率ＳＯＨを求めることで、リアルタイム性を確保することができる。また、電池の内部の正極活性物質剤の割れ具合は、電池の容量劣化に直接的に影響する物理量である。このため、リチウム析出量やＳＥＩ層の厚みだけでなく、正極活性物質剤の割れ具合に基づいて容積率ＳＯＨを求める構成としても、容積率ＳＯＨの検出精度を向上させることができる。なお、正極活性物質剤の割れ具合は、リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動、または、歪センサ３４や超音波センサのセンサ出力に基づいて推定可能である。
　（２）リチウムイオン電池におけるリチウム析出量やＳＥＩ層の厚みは、リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の挙動との間に相関性がある。このことを加味して、電池監視装置２０は、短絡回路３７１にてリチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいてリチウム析出量およびＳＥＩ層の厚みの少なくとも一方を算出する。
　（３）具体的には、電池監視装置２０は、リチウム析出量およびＳＥＩ層の厚みの少なくとも一方を電池温度で補正する。これによると、リチウム析出量の推定値やＳＥＩ層の厚みに含まれる電池温度の影響を小さくして、リチウム析出量やＳＥＩ層の厚みの検出精度を向上させることができる。
　（４）電池管理システムＢＭＳは、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨに基づいて、電池の二次利用の可否を判定する。これによると、電池を二次利用する際に、リユース、リビルド、リサイクルのうちいずれを選択すべきかを判断し易くなる。このことは、循環型社会に適応したバッテリエコシステムの構築に大きく寄与する。
　（５）電池管理システムＢＭＳは、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨに基づいて、電池の異常の有無を判定するとともに、電池の異常がある場合に電池の残存価値を設定する。これによっても、電池を二次利用する際に、リユース、リビルド、リサイクルのうちいずれを選択すべきかを判断し易くなるので、循環型社会に適応したバッテリエコシステムの構築に寄与する。
　（６）電池管理システムＢＭＳは、電池監視装置２０のＳＯＨ推定部５４２で推定される容積率ＳＯＨが電池の仕様データに示される容積率ＳＯＨの許容範囲内であるかを判定し、この判定の結果を外部に出力する。これによっても、電池を二次利用する際に、リユース、リビルド、リサイクルのうちいずれを選択すべきかを判断し易くなるので、循環型社会に適応したバッテリエコシステムの構築に大きく寄与する。
　［電池管理システムＢＭＳの変形例］
　電池管理システムＢＭＳは、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、上述の技術的事項は、車載機器以外の機器やシステムにも転用可能である。
　以上までがＢＭＵ等に関する説明である。以下、充電システムＢＣＳおよび電池評価システムＢＲＳについて説明する。
　［充電システムＢＣＳ］
　以下、充電システムＢＣＳについて、図１４～図１９を参照しつつ説明する。充電システムＢＣＳは、電池パック１に含まれる電池モジュールＢＭを充電するシステムである。充電システムＢＣＳは、例えば、車両用の充電ステーションに適用される。
　図１４に示すように、充電システムＢＣＳは、電池監視装置２０、電池ＥＣＵ１００、充電器１２０、充電ケーブルＣＣを含んで構成されている。本実施形態では、電池パック１に含まれる電池監視装置２０および電池ＥＣＵ１００が、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を含む電池状態を監視する電池側機器を構成している。
　電池モジュールＢＭは、システムメインリレー等のスイッチＳＷ２を介して車両のパワーコントロールユニットＰＣＵおよびモータジェネレータＭＧに接続されている。電池モジュールＢＭは、例えば、車両のスタートスイッチがオンされると、スイッチＳＷ２がオンされ、パワーコントロールユニットＰＣＵを介してモータジェネレータＭＧに電気的に接続されて充放電可能な状態になる。
　電池監視装置２０および電池ＥＣＵ１００は、基本的には前述した説明したものと同様に構成されている。電池ＥＣＵ１００は、通信機器ＣＥを介して充電器１２０と通信可能になっている。電池ＥＣＵ１００は、充電器１２０と通信可能な状態になると、リチウム析出量、残存容量ＳＯＣ等の電池状態を含む電池情報を充電器１２０に通知する。また、電池ＥＣＵ１００は、充電可能な状態であるか否かを判定し、当該判定結果を電池情報の１つとして充電器１２０に通知する。さらに、電池ＥＣＵ１００は、定電流での充電中の目標電流量であるＣＣ充電電流および定電圧での充電中の目標電圧であるＣＶ充電電圧を設定し、これら設定値を充電器１２０に通知する。なお、通信機器ＣＥと充電器１２０との間の通信は、ＣＡＮおよび充電ケーブルＣＣに含まれる通信線を介して行われる。
　充電ケーブルＣＣは、電池モジュールＢＭと充電器１２０とを電気的に接続するものである。充電ケーブルＣＣは、ケーブル、図示しない充電コネクタ、図示しないコントロールボックス等を含んで構成されている。
　充電器１２０は、電池モジュールＢＭを充電する機器である。充電器１２０は、ＣＨＡｄｅＭＯ、ＣＣＳ、ＧＢ／Ｔ等の充電規格に準ずる機器で構成されている。充電器１２０と電池モジュールＢＭとの間には、充電器１２０と電池モジュールＢＭとの電気的な接続をオンオフするスイッチＳＷ１が設けられている。このスイッチＳＷ１は、充電器１２０側に設けられていてもよいし、車両側に設けられていてもよい。
　充電器１２０は、情報取得部１２１、充電判定部１２２、充電制御部１２３、充電時間算出部１２４を含んでいる。情報取得部１２１、充電判定部１２２、充電制御部１２３、充電時間算出部１２４は、例えば、プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。
　情報取得部１２１は、電池モジュールＢＭの充電時等に電池監視装置２０および電池ＥＣＵ１００からリチウム析出量、残存容量ＳＯＣ等の電池状態を含む電池情報を取得する。また、情報取得部１２１は、ＣＣ充電電流およびＣＶ充電電圧を電池ＥＣＵ１００から取得する。
　ここで、リチウム析出量は、電池モジュールＢＭの安全性を示す重要な情報である。このため、本実施形態の情報取得部１２１は、リチウム析出量を示す情報を含む電池情報を報知装置ＮＤによって外部へ通知するようになっている。なお、報知装置ＮＤは、例えば、ディスプレイ、スピーカ、ランプ等の機器で構成される。
　充電判定部１２２は、情報取得部１２１で取得した電池情報に基づいて電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する。例えば、充電判定部１２２は、電池ＥＣＵ１００が実施する充電可能な状態であるか否かの判定の結果に基づいて、電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する。なお、充電判定部１２２は、情報取得部１２１で取得したリチウム析出量等に基づいて充電の可否を判定するようになっていてもよい。
　充電制御部１２３は、充電判定部１２２の判定結果に基づいて電池モジュールＢＭの充電を行う。充電制御部１２３は、充電判定部１２２の判定結果が電池モジュールＢＭの充電が可であることを示す場合は電池モジュールＢＭの充電を実施し、当該判定結果が電池モジュールＢＭの充電が不可であることを示す場合は電池モジュールＢＭの充電を実施しない。
　本実施形態の充電制御部１２３は、定電流での充電の後に定電圧で充電を行うＣＣＣＶ充電方式によって電池モジュールＢＭを充電するように構成されている。以下では、定電流での充電をＣＣ充電とし、定電圧での充電をＣＶ充電として説明することがある。
　充電時間算出部１２４は、情報取得部１２１で取得した電池状態に基づいて充電に要する必要充電時間を見積もり、見積もった必要充電時間を示す情報を報知装置ＮＤによって外部へ通知する。充電時間算出部１２４は、例えば、電池モジュールＢＭの残存量等と必要充電時間との関係を規定した制御マップを用いて、必要充電時間を見積もるように構成することができる。充電器１２０は、報知装置ＮＤによって必要充電時間を外部に通知する際には、今回の急速充電が通常充電と比較してどれだけ短縮できているかを含めて通知されるようになっていることが望ましい。また、充電器１２０は、ユーザが保有する情報端末に充電完了まで残り時間を通知するようになっていることが望ましい。
　以上の如く構成される充電システムＢＣＳは、より高いエネルギ密度で、より高速な充電が可能なものが求められている。最近では、充電器１２０側において、ＣＨＡｄｅＭＯ１．０仕様で５０ｋＷ、ＣＨＡｄｅＭＯ２．０仕様で４００ｋＷ、ＣＨＡｄｅＭＯ３．０仕様で９００ｋＷに対応することで、電池モジュールＢＭの充電時間を短縮させる試みがなされている。
　充電時間の短縮は、充電の高出力化により可能であるが、高出力充電により増加した充電電流は、電池の負極へのリチウム析出を加速させ、それによって電池の寿命・安全性が著しく損なわれる可能性がある。
　これを回避するために、図１５に示すように、ＣＣ充電の前に小さな電流で充電する予備充電を行うことで、電池の深放電等の異常を検出する、といった劣化・不安全状態にならないような充電プロファイルが考えられる。
　しかしながら、安全を考慮して予備充電を実施すると、その分だけ充電時間が長くなってしまうので、ユーザが不自由に感じる可能性がある。また、ユーザは、自身が想定したよりも充電時間が長くなると、不安やいらだちを覚える可能性がある。
　これらを考慮し、本実施形態の充電システムＢＣＳは、電池監視装置２０および電池ＥＣＵ１００から取得した電池情報に基づいて充電器１２０が電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する構成になっている。
　以下、電池モジュールＢＭの充電開始時の電池ＥＣＵ１００側の制御処理について図１６を参照しつつ説明する。この制御処理は、電池ＥＣＵ１００によって周期的または不定期に実施される。なお、図１６に示す制御処理の各制御ステップは、電池ＥＣＵ１００が実行する各種機能を実現する機能実現部を構成している。
　図１６に示すように、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２００にて、充電器１２０が接続されたか否かを判定する。電池ＥＣＵ１００は、充電器１２０が接続されるまで待機し、充電器１２０が接続されると、ステップＳ２１０に移行する。
　電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２１０にて、初期処理を実行する。電池ＥＣＵ１００は、初期処理にて、フラグ等の初期化を行ったり、電池監視装置２０の監視結果を取得したりする。
　続いて、電池ＥＣＵ１００は、電池モジュールＢＭが充電可能な状態であるか否かを判定する。電池ＥＣＵ１００は、例えば、リチウム析出量が所定値以内であれば充電可と判定し、リチウム析出量が所定値を超えていれば充電不可と判定する。なお、電池ＥＣＵ１００は、過充電状態や深放電状態である場合にも、充電不可と判定するようになっていてもよい。
　電池モジュールＢＭへの充電が可能である場合、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２３０にて、電池モジュールＢＭへの充電量を設定する。電池ＥＣＵ１００は、例えば、電池モジュールＢＭの残存容量ＳＯＣ、容積率ＳＯＨ等に基づいて、電池モジュールＢＭへの充電量を求める。また、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２４０にて、ＣＶ充電電圧を設定する。電池ＥＣＵ１００は、例えば、電池モジュールＢＭの充電電圧として推奨される電圧値をＣＶ充電電圧として設定する。さらに、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２５０にて、ＣＣ充電電流を設定する。電池ＥＣＵ１００は、例えば、電池モジュールＢＭの充電電流として推奨される電流値をＣＣ充電電流として設定する。そして、電池ＥＣＵ１００は、リチウム析出量を含む電池状態を示す電池情報、ＣＶ充電電圧およびＣＣ充電電流を含む各種設定を、充電器１２０に通知して、本制御処理を抜ける。
　一方、電池モジュールＢＭへの充電が不可である場合、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ２７０にて、電池モジュールＢＭへの充電が不可であることを充電器１２０に通知して、本制御処理を抜ける。
　次に、電池モジュールＢＭの充電時における充電器１２０側の制御処理について図１７を参照しつつ説明する。この制御処理は、充電器１２０によって周期的または不定期に実施される。なお、図１７に示す制御処理の各制御ステップは、充電器１２０が実行する各種機能を実現する機能実現部を構成している。
　図１７に示すように、充電器１２０は、ステップＳ３００にて、電池ＥＣＵ１００が発する通知を受信したか否かを判定する。充電器１２０は、電池ＥＣＵ１００からの通知を受信するまで待機し、電池ＥＣＵ１００からの通知を受信すると、ステップＳ３１０に移行する。充電器１２０は、ステップＳ３１０にて、電池ＥＣＵ１００からの通知に基づいて電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する。なお、ステップＳ３１０の処理は、充電器１２０の充電判定部１２２によって実施される。
　電池ＥＣＵ１００からの通知が充電不可を示す場合、充電器１２０は、ステップＳ３２０にて、電池モジュールＢＭへの充電が不可であることを示す情報、リチウム析出量を示す情報を報知装置ＮＤによって外部へ報知し、電池モジュールＢＭへの充電を実施しない。
　一方、電池ＥＣＵ１００からの通知が充電可を示す場合、充電器１２０は、ステップＳ３３０にて、ＣＣ充電を開始する。充電器１２０は、電池ＥＣＵ１００が設定したＣＣ充電電流を目標電流量として電池モジュールＢＭの充電を行う。
　続いて、充電器１２０は、ステップＳ３４０にて、電池モジュールＢＭの電圧が所定電圧に到達したか否かを判定する。この判定処理は、ＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えタイミングであるか否かを判定するものである。所定電圧は、例えば、ＣＶ充電電圧に設定される。
　電池モジュールＢＭの電圧が所定電圧に達していない場合、充電器１２０は、ステップＳ３５０にて、電池ＥＣＵ１００からＣＣ充電電流の設定更新の通知を受信したか否かを判定する。
　ここで、電池ＥＣＵ１００は、ＣＣ充電中に、図１８に示す設定更新処理を周期的または不定期に実行する。具体的には、図１８に示すように、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ５００にて、リチウム析出量が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。この閾値は、電池の異常時に析出されるリチウム析出量を想定した値に設定されている。電池ＥＣＵ１００は、リチウム析出量が所定の閾値以下の場合は以降のステップをスキップして設定更新処理を抜け、リチウム析出量が所定の閾値よりも大きい場合はステップＳ５１０に移行する。電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ５１０にて、ＣＣ充電電流を現在よりも小さくなるように再設定する。電池ＥＣＵ１００は、例えば、リチウム析出量が所定の閾値を超える前の電流値をＣＣ充電電流に再設定する。そして、電池ＥＣＵ１００は、ステップＳ５２０にて、ＣＣ充電電流の設定更新を充電器１２０に通知する。
　図１７に戻り、充電器１２０は、電池ＥＣＵ１００からＣＣ充電電流の設定更新の通知を受信すると、ステップＳ３６０にて、ＣＣ充電電流を電池ＥＣＵ１００から通知された電流量に更新する。すなわち、充電器１２０は、ＣＣ充電中にリチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、定電流の電流量を減少させる。なお、ステップＳ３６０の処理は、充電器１２０の充電制御部１２３によって実施される。
　また、充電器１２０は、電池モジュールＢＭの電圧が所定電圧に達すると、ステップＳ３７０に移行し、ＣＶ充電を開始する。充電器１２０は、電池ＥＣＵ１００が設定したＣＶ充電電圧を目標電圧として電池モジュールＢＭの充電を行う。
　続いて、充電器１２０は、ステップＳ３８０にて、電池モジュールＢＭを流れる電流が所定値以下、または、電池モジュールＢＭの充電を開始してからの経過時間が所定時間以上であるか否かを判定する。
　電池モジュールＢＭを流れる電流が所定値より大きく、充電開始からの経過時間が所定時間以内である場合、充電器１２０は、ＣＶ充電を継続する。また、電池モジュールＢＭを流れる電流が所定値以下、または、充電開始からの経過時間が所定時間を超える場合、充電器１２０は、ステップＳ３９０にて、充電終了処理を実行した後に、本制御処理を抜ける。充電終了処理では、例えば、充電完了、充電量、電池状態等を報知装置ＮＤによってユーザに通知する。
　以上説明した充電システムＢＣＳは、リチウムイオン電池を含む電池モジュールＢＭの充電器１２０を備える。充電器１２０は、電池側機器から電池情報を取得する情報取得部１２１と、電池情報に基づいて電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する充電判定部１２２と、充電判定部１２２の判定結果に基づいて電池モジュールＢＭの充電を行う充電制御部１２３とを備える。このように、電池側機器から取得した電池情報に基づいて、充電器１２０が電池モジュールＢＭの充電の可否を判定する構成になっていれば、予備充電の実施によって電池モジュールＢＭの充電の可否を判定するものに比べて、充電時間を短縮することができる。
　また、本実施形態の充電システムＢＣＳは、以下の特徴を備える。
　（１）充電器１２０の充電制御部１２３は、定電流での充電の後に定電圧で充電を行うＣＣＣＶ充電方式によって電池モジュールＢＭを充電するように構成されている。そして、充電制御部１２３は、例えば、図１９に示すように、ＣＣ充電中にリチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、定電流の電流量を減少させる。これによると、ＣＣ充電中におけるリチウム析出量が抑制されるので、電池モジュールＢＭの安全性を確保しつつ、電池モジュールＢＭの充電時間が長くなることを抑制することができる。
　（２）電池側機器は、充電器１２０によるの充電が開始されると、リチウム析出量が閾値を超えて増加したか否かを周期的に判定する。そして、電池側機器は、リチウム析出量が閾値を超えて増加すると、定電流での充電時の目標電流量を現在の電流量よりも小さい値に設定し、当該目標電流量を充電器１２０に通知する。充電制御部１２３は、ＣＣ充電中に電池側機器から目標電流量を取得すると、当該目標電流量に基づいて定電流の電流量を調整する。このように、電池側機器でリチウム析出量を周期的に監視するとともに、監視結果に基づいて充電器１２０側で定電流での充電に適した電流量を調整する構成になっていれば、リチウム析出が発生しないよう充電レートを最大化するよう制御することが可能となる。これにより、ユーザの充電時間による待ち時間を適切に短縮することができる。
　（３）充電器１２０は、電池状態に基づいて充電に要する必要充電時間を見積もり、見積もった必要充電時間を示す情報を報知装置ＮＤによって外部へ通知する。これによると、ユーザが大凡の待ち時間を把握可能となるので、電池モジュールＢＭの充電時におけるユーザの心理負担の低減を図ることができる。
　（４）充電器１２０は、リチウム析出量を示す情報を報知装置ＮＤによって外部へ通知する。このように、必要充電時間を示す情報だけでなく、リチウム析出量を示す情報をユーザ側に提供可能になっていれば、ユーザがリチウムイオン電池の安全性についても把握可能となり、リチウムイオン電池に対するユーザの不安の軽減を図ることが可能となる。
　［充電システムＢＣＳの変形例］
　充電システムＢＣＳは、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、上述の技術的事項は、車載機器以外の機器やシステムにも転用可能である。
　［電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法］
　リチウムイオン電池は、低温での充電や高速充電により、リチウムが析出する場合がある。リチウム析出が進行すると、内部短絡が発生し、発火・発煙に至る虞がある。そのため、リチウムイオン電池を含む蓄電池を再利用する際には、劣化度合いだけでなく、リチウム析出具合を加味した安全性を把握することが望ましい。
　このことを加味して、本実施形態の電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法は、リチウム析出量に基づいて蓄電池の安全性を判定するようになっている。また、電池評価システムＢＲＳは、電池モジュールＢＭのリユースおよびリビルドを支援する支援システムとして機能する。以下、電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法について、図２０～図２２を参照しつつ説明する。
　図２０に示すように、電池評価システムＢＲＳは、電池モジュールＢＭの電池状態を監視する電池監視部としての電池監視装置２０と、電池モジュールＢＭを評価する評価装置１３０とを備える。
　電池監視装置２０は、基本的には前述した説明したものと同様に構成されている。電池監視装置２０は、電池モジュールＢＭに含まれるリチウムイオン電池におけるリチウム析出量を、電池状態を示す１つの指標として算出可能に構成されている。電池監視装置２０は、監視モジュール５０の無線通信部５２を利用して、リチウム析出量を含む電池状態の監視結果を含む電池状態情報等を外部に出力可能になっている。この電池状態情報には、リチウム析出量以外にも、電池モジュールＢＭの用途を示す電池形態情報、電池モジュールＢＭの使用履歴等が含まれている。なお、電池監視装置２０は、監視モジュール５０の無線通信部５２以外の通信機器によって電池状態情報等を外部に出力可能に構成されていてもよい。
　評価装置１３０は、有線または無線の通信ネットワークを介して電池監視装置２０、リユース電池の市場売買情報が保存されたデータセンタ、ユーザ、販売業者、二次利用者等が保有する情報端末ＵＡ、ＵＢ、ＵＣ等と通信可能に構成されている。評価装置１３０は、電池監視装置２０から電池状態情報を取得し、当該電池状態情報に基づいて電池モジュールＢＭを評価する。本実施形態の評価装置１３０は、安全性判定部１３１、価値算定部１３２、用途提案部１３３、再利用判定部１３４、情報出力部１３５を備える。
　安全性判定部１３１は、電池モジュールＢＭに含まれるリチウムイオン電池のリチウム析出量に基づいて電池モジュールＢＭの安全性を判定する。安全性判定部１３１は、リチウム析出量が少ないほど安全性が高いと判定し、リチウム析出量が多いほど安全性が低いと判定する。電池モジュールＢＭは、安全性に欠けるリチウム電池が一つでも含まれていると、電池モジュールＢＭの安全性が損なわれる。このため、安全性判定部１３１は、リチウム析出量に基づいて電池モジュールＢＭに含まれる複数のリチウムイオン電池それぞれの安全性のランク付けを実施可能になっている。
　価値算定部１３２は、電池モジュールＢＭの安全性の判定結果を加味して、電池モジュールＢＭの価値を算定する。価値算定部１３２では、例えば、安全性が高い電池モジュールＢＭの方が、安全性が低い電池モジュールＢＭに比べて、値段が高いものとして価値を算出する。
　価値算定部１３２は、例えば、図２１に示すように、容積率ＳＯＨに基づく劣化状態、リチウム析出量に基づく安全性、用途を含む電池形態情報、使用履歴を電池監視装置２０から取得するとともに、リユース電池の市場売買情報をデータセンタから取得する。そして、価値算定部１３２は、劣化状態、安全性、電池形態情報、使用履歴、市場売買情報に基づいて、電池モジュールＢＭの買取価格を算出する。価値算定部１３２は、例えば、劣化状態、安全性、電池形態情報、使用履歴、市場売買情報、電池モジュールＢＭの買取価格を関連付けたマップを参照し、電池監視装置２０およびデータセンタから取得した情報に基づいて電池モジュールＢＭの買取価格を算出する。なお、価値算定部１３２は、電池モジュールＢＭの販売価格を算出するようになっていてもよい。
　用途提案部１３３は、電池モジュールＢＭの安全性の判定結果を加味して、電池モジュールＢＭのリユース時の推移用途を提案する。用途提案部１３３は、例えば、図２１に示すように、劣化状態、安全性、電池形態情報、使用履歴に基づいて、電池モジュールＢＭのリユース時の推奨用途を提案する。用途提案部１３３は、例えば、劣化状態、安全性、電池形態情報、使用履歴、リユース時の用途を関連付けたマップを参照し、電池監視装置２０から取得した情報に基づいて、電池モジュールＢＭのリユース時の推奨用途を求める。
　再利用判定部１３４は、電池モジュールＢＭを構成する複数のリチウムイオン電池それぞれの安全性を加味して、リチウムイオン電池の再利用の可否を判定する。再利用判定部１３４は、例えば、リチウム析出量が所定値以下であれば再利用可と判定し、リチウム析出量が所定値を超えていれば再利用不可と判定する。
　情報出力部１３５は、再利用可能なリチウムイオン電池を組み変えて異なる電池をリビルドする際に、図２２に示すように、リチウムイオン電池の安全性を加味して、異なる電池の用途に適したリチウムイオン電池の組み合わせをリビルド情報として出力する。
　ここで、リビルド後の電池の使用態様に応じてリチウムイオン電池の最適な組み合わせが異なることがある。このため、情報出力部１３５は、リビルド後の電池の使用態様に応じた組み合わせを、リビルド電池を製造するリビルドシステムＲＳに出力するようになっていることが望ましい。情報出力部１３５は、例えば、リビルド後の電池の使用態様が定置型等の長期間で利用するものである場合、長寿命、且つ、安全性が高くなる組み合わせをリビルド情報として出力する。また、情報出力部１３５は、例えば、リビルド後の電池を短期間で利用するものである場合、寿命以外の事項を重視した組み合わせをリビルド情報として出力する。
　以上説明した電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法は、電池モジュールＢＭの電池状態を監視し、当該電池状態の監視結果を含む電池状態情報に基づいて電池モジュールＢＭを評価する。電池監視装置２０は、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を、電池状態を示す１つの指標として算出する。評価装置１３０は、リチウム析出量に基づいて電池モジュールＢＭの安全性を判定する。これによると、リチウム析出状態といった電池モジュールＢＭの安全性に関わる指標を判定しているので、安全性の要求を満たすか否かを含む評価を適切に行うことが可能となる。
　また、本実施形態の電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法は、以下の特徴を備える。
　（１）評価装置１３０は、電池モジュールＢＭの安全性の判定結果を加味して、電池モジュールＢＭの価値を算定する価値算定部１３２を備える。これによると、ユーザに対して電池モジュールＢＭの適正な価値を情報として提供することができる。
　（２）評価装置１３０は、電池モジュールＢＭの安全性の判定結果を加味して、電池モジュールＢＭのリユース時の用途を提案する用途提案部１３３を備える。これによると、ユーザに対して電池モジュールＢＭの適正な用途を情報として提供することができる。
　（３）評価装置１３０は、リチウム析出量に基づいて電池モジュールＢＭに含まれる複数のリチウムイオン電池それぞれの安全性のランク付けを実施する。これによると、ユーザに対して電池モジュールＢＭを構成する複数のリチウムイオン電池の適正な状態を情報として提供することができる。
　（４）評価装置１３０は、複数のリチウムイオン電池それぞれの安全性を加味して、リチウムイオン電池の再利用の可否を判定する再利用判定部１３４を備える。これによると、電池モジュールＢＭ全体では再利用できない場合でも、電池モジュールＢＭにおける安全性の高いリチウムイオン電池を再利用し易くなる。
　（５）再利用可能なリチウムイオン電池を組み変えて電池モジュールＢＭとは別の電池をリビルドする際に、評価装置１３０は、リチウムイオン電池の安全性を加味して、別の電池の用途に適したリチウムイオン電池の組み合わせをリビルド情報として出力する。これによると、電池モジュールＢＭ全体では再利用できない場合でも、電池モジュールＢＭにおける安全性の高いリチウムイオン電池を利用して別の蓄電池を構築して再利用し易くなる。
　（６）電池状態情報には、リチウム析出量以外にも、前記リチウムイオン電池の用途、使用履歴、劣化状態のうち少なくとも１つが含まれている。このように、様々な情報を用いて電池モジュールＢＭを評価する構成になっていれば、電池モジュールＢＭの多面的な評価が可能となる。
　［電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法の変形例］
　電池評価システムＢＲＳおよび電池評価方法は、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、上述の技術的事項は、車載機器以外の機器やシステムにも転用可能である。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について、図２３～図２５を参照して説明する。本実施形態では、電池モジュールＢＭの使用履歴と製造履歴に基づいて電池モジュールＢＭの異常の発生要因を特定する例について説明する。
　まず、電池パック１を車両に搭載するまでの製造過程について図２３を参照しつつ説明する。図２３に示すように、電池セルＣの製造工程→電池モジュールＢＭの製造工程→電池パック１の製造工程→車両への組付け工程を経て、電池パック１が車両に搭載される。
　電池セルＣの製造工程では、電極体の形成、セル組付け、電解液注液、初回充放電、性能検査がこの順序で実施される。この性能検査では、例えば、検査機器によって電池セルＣ単体の外観検査、異物検査、電池特性検査等が実施される。
　ここで、リチウムイオン電池は、リチウムイオンが負極で還元されて析出してしまうことがある。特に大電流や低温域で充電した場合や、電池内部に金属異物が混入し、電流密度が集中した場合においては、正極活物質から放出されたリチウムイオンが、負極活物質に入りきらず、負極表面に析出し易い。リチウムが負極に析出すると、電池反応に寄与するリチウムイオンの量が減少するため容量低下を招いたり、内部短絡が発生したりする虞がある。
　このため、電池セルＣの製造工程では、リチウムの析出が発生しない電流、温度条件を算出してマップ化したり、電池セルＣに金属異物が混入しないよう製造上の工夫や検査を行ったりしている。電池セルＣの製造工程では、例えば、電池セルＣの電極表面に光を当てることでリチウムが析出しているか否かを検査したり、負極活物質表面の抵抗分布を計測することで、リチウム析出のし易さを検査したりする。
　続く電池モジュールＢＭの製造工程では、電池セルＣ同士を組み付けるモジュール組付けと、センサ部３０等を電池セルＣの組付体に組み付けるセンサ組付けが実施される。この電池モジュールＢＭの製造工程では、電池監視装置２０が電池モジュールＢＭに取り付けられる。これにより、電池モジュールＢＭの製造段階では、リチウム析出量等を電池監視装置２０で監視することができる状態となる。
　続く電池パック１の製造工程では、電池モジュールＢＭ同士を組み付けたものを密閉容器１１に収容するパック組付けが実施される。この工程では、導通確認等の検査が適宜実施される。
　続く車両組付け工程では、電池パック１を車両に組み付けるとともに車両検査を実施する。車両検査では、車載機器との導通確認等を実施する。その後、電池パック１が搭載された車両は、工場からユーザに出荷される。
　ところで、電池セルＣを解体してリチウム析出量を検査することも考えられるが、当該検査手法は、開発段階はともかく、実際に使用されている電池セルＣや製造工程内にある電池セルＣで実施するのは困難である。
　これに対して、電池監視装置２０は、図２４に示すように、電池モジュールＢＭに設置されるセンサの出力を用いてリチウム析出量を算出する析出量検出部３７と、リチウム析出量の時間変化を電池の使用履歴の１つのとして記憶する記憶部５１と、を備える。
　電池監視装置２０は、例えば、ユーザによる車両の走行時に、リチウム析出量等を使用履歴の１つとして記憶媒体である記憶部５１に記憶する。また、電池監視装置２０は、電池モジュールＢＭの製造工程、電池パック１の製造工程、車両組付け工程でのリチウム析出量等を製造履歴の１つとして記憶部５１または外部の記憶装置に記憶する。
　また、電池監視装置２０は、リチウムイオン電池に異常が生じた際に、記憶部５１に記憶した使用履歴および記憶部５１や外部の記憶装置に記憶された製造履歴に基づいて、リチウムイオン電池の異常の発生要因を特定する異常特定部５４４を備える。異常特定部５４４は、製造履歴を基準データとし、製造履歴と使用履歴とを照らし合わせることで、リチウムイオン電池の異常の発生時期を特定し、当該発生時期の前後における電池状態を検証することで、リチウムイオン電池の異常の発生要因と特定する。異常特定部５４４は、例えば、図２５に示すように、リチウム析出量が増加したタイミングをリチウムイオン電池の異常の発生時期として特定する。
　その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態の電池監視装置２０は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
　また、本実施形態の電池監視装置２０は、以下の特徴を備える。
　（１）電池監視装置２０は、リチウム析出量の時間変化をリチウムイオン電池の使用履または製造履歴の１つとして記憶する記憶部５１を備える。このようになっていれば、リチウム析出量を非破壊、且つ、短時間に適切に検出して、リチウム析出状態の検査を実施することができる。特に、電池モジュールＢＭに対してリチウム析出を検出するためのセンサを設置する構成になっているので、時間や場所を問わずリチウムの析出状態の検出を可能となる。さらに、リチウム析出量の時間変化をリチウムイオン電池の使用履歴または製造履歴の１つとして記憶部５１に記憶しておくことで、いつリチウムが析出したかを明確に把握することができる。このことは、リチウム析出の責任の所在を明確にできるといった利点がある。
　（２）また、電池監視装置２０は、リチウムイオン電池に異常が生じた際に、使用履歴とリチウムイオン電池の製造履歴に基づいて、リチウムイオン電池の異常の発生要因を特定する異常特定部５４４を備える。このように、使用履歴だけでなく、製造履歴を含めて履歴情報に基づいてリチウムイオン電池の異常の発生要因を特定するようになっていれば、異常の発生要因の探求を使用段階だけでなく、製造段階まで遡ることができる。このことは、責任の所在の明確化に大きく寄与する。
　（第２実施形態の変形例）
　第２実施形態の電池監視装置２０は、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、第２実施形態で説明した技術的事項は、車載機器以外の機器やシステムにも転用可能である。
　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について、図２６～図３３を参照して説明する。本実施形態では、定置型の大容量蓄電システムＢＳＳに本開示のバッテリマネージメントユニットＢＭＵを適用した例について説明する。
　図２６、図２７、図２８に示すように、大容量蓄電システムＢＳＳは、収容容器ＳＣ、複数の電池モジュールＢＭ、送風装置ＣＭ、ヒータ装置ＨＭ、バッテリマネージメントユニットＢＭＵ等を備える。
　複数の電池モジュールＢＭは、それぞれリチウムイオン電池を含む蓄電池である。複数の電池モジュールＢＭのそれぞれには、センサ部３０が設置されている。このセンサ部３０は、第１実施形態で説明したものと同様に構成されている。
　収容容器ＳＣは、複数の電池モジュールＢＭを収容する容器である。収容容器ＳＣは、通気性を確保するための開口が適宜設けられている。収容容器ＳＣには、送風装置ＣＭおよびヒータ装置ＨＭが設けられている。
　送風装置ＣＭは、電池モジュールＢＭの冷却要素であって、収容容器ＳＣの内側に気流を生じさせるものである。送風装置ＣＭは、収容容器ＳＣの内側に空気を吸い込むタイプの装置として構成されていてもよいし、収容容器ＳＣの内側に空気を押し込むタイプの装置として構成されていてもよい。送風装置ＣＭは、後述の電池制御装置１４０からの制御信号に応じて作動が制御される。
　ヒータ装置ＨＭは、電池モジュールＢＭの加熱要素であって、通電により発熱する発熱体を含んで構成される。ヒータ装置ＨＭは、直接的に電池モジュールＢＭを加熱するように構成されていてもよいし、間接的に電池モジュールＢＭを加熱するように構成されていてもよい。送風装置ＣＭは、後述の電池制御装置１４０からの制御信号に応じて作動が制御される。
　バッテリマネージメントユニットＢＭＵは、複数の電池モジュールＢＭを管理するものである。バッテリマネージメントユニットＢＭＵは、リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を含む電池状態を監視するセンサ部３０と、複数の電池モジュールＢＭの充電制御を行う電池制御装置１４０とを備える。
　電池制御装置１４０は、センサ部３０が監視する電池状態に基づいて複数の電池モジュールＢＭの充電制御を実施する。電池制御装置１４０は、例えば、太陽発電等で得られた電力や電気代の安い時間帯の電力を利用して、複数の電池モジュールＢＭを充電する。
　また、電池制御装置１４０は、報知装置ＮＤが接続されている。電池制御装置１４０は、センサ部３０が監視する電池状態等を報知装置ＮＤによって外部へ通知するようになっている。
　ここで、リチウムイオン電池は、充電時の電極電位がリチウムの酸化還元電位近傍まで低下するため、低温充電や大容量充電、過充電のような状況において、リチウムが析出し易くなる。リチウム析出は、電池内部の利用可能なリチウムイオンを減少させ、急速な電池容量の低下を引き起こす。また、リチウム析出が継続されると、内部短絡を引き起こし、最悪の場合は電池の熱暴走へと発展する可能性がある。
　また、ひとたび電池が故障すると、普及するまでは発電したエネルギの蓄電ができなくなる可能性があり、ユーザおよび事業者は多大な損害を被る場合がある。故に、電池を安心安全に使い続けるためには、リチウムイオン電池の温度を適切に管理しつつ、充放電を行うことに加え、内部短絡のような電池故障の兆候を早期に検出し、ダウンタイムを最小化することが求められている。
　これに対して、例えば、図２９に示すように、リチウムイオン電池の温度が所定の低温閾値以下になった場合、電池に蓄えた電力を動力源とし、ヒータ装置ＨＭ等の加熱要素によって電池を昇温させることが考えられる。
　しかしながら、上記手法は、電池温度のみに着目した制御手法であり、電池の充放電レートによっては、必ずしも電池を昇温させる必要がない場合もある。また、電池の温度のみに着目すると、過剰に電池の温度を制御してしまい、結果として、電池に蓄えた電力を過剰に使用してしまう可能性がある。また、大容量蓄電システムＢＳＳのような大規模な蓄電設備の場合、電池の温度分布は複雑なものとなり、電池の温度を適切に把握することは困難になる。また、リチウムイオン電池の温度情報だけでは、内部短絡のような電池故障を早期に検出することは困難であり、事業者は適切な保守工数を確保する間もなくシステムが故障してしまうため、多大なダウンタイムが発生する可能性がある。なお、充放電レートは、充電および放電のスピードである。
　これらを考慮し、電池制御装置１４０は、充電制御時に、リチウム析出量に応じてリチウムイオン電池を加熱するようになっている。なお、リチウムの析出は、充電制御時以外にも生じ得る。このため、電池制御装置１４０は、充電制御に限らず、リチウム析出量に応じてリチウムイオン電池を加熱するようになっていることが望ましい。
　電池制御装置１４０は、例えば、図３０に示すように、リチウム析出量が第１析出閾値Ｈｉを超えて増加すると、ヒータ装置ＨＭへの通電を開始して電池モジュールＢＭを加熱する。電池モジュールＢＭの加熱によりリチウム析出量が減少する。そして、電池制御装置１４０は、リチウム析出量が第１析出閾値Ｈｉよりも小さい第２析出閾値Ｌｏを下回ると、ヒータ装置ＨＭへの通電を停止して電池モジュールＢＭの加熱を止める。
　ここで、前述の如く、リチウムの析出は、低温充電時に限らず、大容量充電、過充電のような状況においても生ずる。大容量充電、過充電のような状況では、電池モジュールＢＭの電池温度がある程度高くなっている場合もあり得る。
　このため、電池制御装置１４０は、リチウム析出量および電池モジュールＢＭの温度に応じてリチウムイオン電池を加熱するようになっていてもよい。電池制御装置１４０は、例えば、図３１に示すように、リチウム析出量が第１析出閾値Ｈｉを超えて増加し、且つ、電池モジュールＢＭの電池温度が所定の低温閾値以下になると、ヒータ装置ＨＭへ通電して電池モジュールＢＭを加熱するようになっていてもよい。
　なお、電池制御装置１４０は、電池モジュールＢＭの電池温度が低温閾値を超えている状態でリチウム析出量が第１析出閾値Ｈｉを超えると、電池モジュールＢＭの充放電を制限したり、報知装置ＮＤで電池の異常を外部へ報知したりするようになっている。
　ここで、ダウンタイムを抑えるためには、例えば、図３２に示すように、劣化によって電池の容積率ＳＯＨがある程度小さくなってから、リチウム析出量が電池の内部短絡を引き起こす量に達するまでの期間に電池交換を実施することが望ましい。
　このことを加味して、本実施形態の電池制御装置１４０は、センサ部３０が出力する容積率ＳＯＨの変化およびリチウム析出量の変化から望ましい電池交換期間を推定し、当該電池交換期間を推奨期間として報知装置ＮＤによって外部へ報知するようになっている。これによると、事業者等が、電池交換の推奨期間を知ることができるので、保守や電池故障を含むシステム障害によるダウンタイムを抑えることが可能となる。
　その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のバッテリマネージメントユニットＢＭＵは、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
　また、本実施形態のバッテリマネージメントユニットＢＭＵは、以下の特徴を備える。
　（１）バッテリマネージメントユニットＢＭＵは、リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、電池モジュールＢＭを昇温させるヒータ装置ＨＭによって電池モジュールＢＭを加熱する。これによると、リチウム析出量が増えるタイミングでリチウムイオン電池を加熱するして、リチウム析出量の増加を適切に抑制するので、安全かつ高効率な態様でリチウムイオン電池を使用することができる。特に、本案のバッテリマネージメントユニットは、温度分布が拡大し易い大規模な蓄電設に好適である。
　（２）センサ部３０は、リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ３１を含んでいる。電池制御装置１４０は、リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加し、且つ、電池温度が所定の低温閾値以下になると、ヒータ装置ＨＭによって電池モジュールＢＭを加熱するようになっていてもよい。これによっても、安全かつ高効率な態様でリチウムイオン電池を使用することができる。
　（第３実施形態の変形例）
　第３実施形態では、大容量蓄電システムＢＳＳのバッテリマネージメントユニットＢＭＵについて詳細について説明したが、バッテリマネージメントユニットＢＭＵは、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。
　また、第３実施形態で説明した技術的事項は、大容量蓄電システムＢＳＳ以外の機器やシステムにも転用可能である。バッテリマネージメントユニットＢＭＵは、例えば、車両等の移動体の電源管理に転用することができる。
　第３実施形態では、加熱要素をヒータ装置ＨＭで構成したが、これに限らず、加熱要素は、電池の周囲にある負荷機器で構成されていてもよい。また、加熱要素は、電池モジュールＢＭ以外からの電力供給により加熱されるようになっていてもよい。
　ここで、リチウム析出量は、電池温度が低く、且つ、充電レートが高いとリチウム析出量が多くなり、電池温度が高く、且つ、充電レートが低いとリチウム析出量が少なくなる傾向がある。このように、リチウム析出量と充電レートおよび電池温度との間には一定の相関性がある。このため、析出量検出部３７は、例えば、図３３に示すように、リチウム析出量と充電レートおよび電池温度との間の相関関係を規定した制御マップを参照して、リチウム析出量を算出するようになっていてもよい。このことは、本実施形態以外の実施形態も同様である。
　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について、図３４、図３５を参照して説明する。本実施形態では、電池を収容容器ＳＣに収容して輸送する電池輸送機器ＢＳＣについて説明する。
　リチウムイオン電池は有毒性、可燃性の化学物質も含んでいるため、安全に輸送する必要がある。例えば、航空機による輸送は、リチウム含有量に応じて梱包基準が国際法規で規定されている。電気自動車に使用されるような組電池は、リチウム含有量が多く、航空機による輸送は法規上困難であり、船舶による海上輸送が一般的である。空輸と比較し、海上輸送は長時間の輸送になる。例えば、夏季などは高温・高湿状態での長時間の輸送となったり、冬季等は低温状態での長時間の輸送となったりする。このようなストレス環境下において、リチウムイオン電池がひとたび不安全な状態へ移行すると、リチウムイオン電池は制御困難な状態になり、他の積み荷や乗員に被害が及ぶ虞があるため、リチウムイオン電池の安全状態を監視することが重要である。
　これに対して、不燃製材料で形成され、かつ、冷却機構をもつ輸送容器を用いてリチウムイオン電池を輸送し、ガスセンサ３５を用いて電池の不安全イベントを検出した場合に、冷却機構によりリチウムイオン電池を不活性化することが考えられる。
　しかし、リチウムイオン電池が不安全状態に至る化学反応は発熱反応の連鎖反応であり、上記手法の如く、電池の不安全イベント検出にガスセンサ３５を使用する場合、リチウムイオン電池からガスが噴出した時点で既に連鎖反応は始まっている。連鎖反応は急激に進行するため、このような時点において、リチウムイオン電池を不活性化することは困難である。また、噴出したガスは有害であるため、積み荷や乗員に被害が及ぶ可能性がある。
　これらを考慮し、本実施形態の電池輸送機器ＢＳＣは、電池の温度が意図せずに上昇し続ける異常発熱現象につながる因子を監視し、当該監視結果に基づいて異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知可能に構成されている。
　図３４に示すように、電池輸送機器ＢＳＣは、複数の電池モジュールＢＭを収容する収容容器ＳＣ、複数の電池モジュールＢＭの電池状態を検出するセンサ部３０Ａ、異常検知部１５０を備える。
　図３５に示すように、センサ部３０Ａは、第１実施形態で説明した温度センサ３１、ガスセンサ３５、析出量検出部３７に加えて、湿度センサＨＳおよび加速度センサＧＳを含んでいる。湿度センサＨＳは、収容容器ＳＣの内側に設置されて、収容容器ＳＣの内側の湿度を検出する。加速度センサＧＳは、収容容器ＳＣに設定されて収容容器ＳＣに加わる振動や衝撃を検出する。なお、センサ部３０Ａは、他のセンサを含んでいてもよい。
　本実施形態のセンサ部３０Ａは、異常検知部１５０と無線通信するための図示しない無線通信機を備える。なお、センサ部３０Ａは、異常検知部１５０と有線通信するための通信機を備えていてもよい。
　異常検知部１５０は、異常発熱現象につながる因子の監視結果に基づいて異常発熱現象の発生を未然に抑えるとともに、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知し、異常状態の検知結果に基づいて異常発熱現象に対する対策を実施する。異常検知部１５０は、第１実施形態で説明した監視モジュール５０と同様に構成されている。すなわち、異常検知部１５０は、記憶部５１、無線通信部５２、内部抵抗検出部５３、監視ＩＣ５４等を備える。
　異常検知部１５０は、異常発熱現象の未然防止および早期検知を図るため、第１実施形態で説明した図１２で示す制御処理を実行する。また、異常検知部１５０は、異常発熱現象に対する対策として、第１実施形態で説明した外部報知処理や電池保護処理等を実施する。
　外部報知処理では、異常発熱現象の発生を示す信号を報知装置ＮＤに出力し、当該報知装置ＮＤを介して異常発熱現象の発生を外部へ報知する。この外部報知処理では、例えば、温度センサ３１、湿度センサＨＳ、加速度センサＧＳのセンサ出力、異常発熱現象が発生した電池モジュールＢＭの位置情報の少なくとも１つを外部へ報知するようになっていることが望ましい。理由は、異常発熱現象の発生に関する責任の所在を明らかにし易くなるからである。なお、電池モジュールＢＭの位置情報は、例えば、センサ部３０Ａが発する信号の電波強度等に基づいて特定した情報を用いることができる。
　その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態の電池輸送機器ＢＳＣは、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
　また、本実施形態の電池輸送機器ＢＳＣは、以下の特徴を備える。
　（１）電池輸送機器ＢＳＣは、収容容器ＳＣと、電池の温度が意図せずに上昇し続ける異常発熱現象につながる因子を監視する因子監視部と、電池の異常を検知する異常検知部１５０と、を備える。そして、異常検知部１５０は、因子監視部の監視結果に基づいて異常発熱現象の発生を未然に抑えるとともに、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態を検知し、異常状態の検知結果に基づいて異常発熱現象に対する対策を実施する。これによると、電池を輸送する際に、異常発熱現象の発生を未然に防ぎつつ、万が一、異常発熱現象が生じたとしても、その発生初期段階から対策を実施するといった有効な熱対策を実施することができる。
　（第４実施形態の変形例）
　第４実施形態では、電池輸送機器ＢＳＣについて詳細について説明したが、電池輸送機器ＢＳＣは、上述したものと同一ではなく、上述したものとは一部が異なっていてもよい。また、第４実施形態で説明した技術的事項は、電池輸送機器ＢＳＣ以外の機器やシステムにも転用可能である。
　（他の実施形態）
　以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
　本案の電池監視装置２０は、電池監視装置２０によるリチウムイオン電池のリチウム析出量の検出は必須であるが、電池の異常発熱対策や電池の容積率ＳＯＨの推定等については必須ではない。
　上述の実施形態では、異常発熱現象につながる因子として、リチウム析出量および電池の内部抵抗を監視するものを例示したが、これら以外の物理量を異常発熱現象につながる因子として監視するようになっていてもよい。
　上述の実施形態では、異常発熱現象に対する対策として複数の処理を例示したが、そのうちの一部の処理を電池監視装置２０が実施するようになっていてもよい。また、異常発熱現象に対する対策は、上記したもの以外の処理でもよい。
　上述の実施形態では、異常発熱現象の発生初期段階に電池に生ずる異常状態として、密閉容器１１の内圧異常、電池の温度異常、電池の電圧異常、密閉容器１１内のガス異常を例示したが、これに限定されない。これら以外の電池状態を異常発熱現象の発生初期段階に生ずる異常状態として検知するようになっていてもよい。
　上述した電池監視装置２０は、フレキシブル基板ＦＰＣやＡＳＩＣ回路を備えているが、これに限定されない。フレキシブル基板ＦＰＣやＡＳＩＣ回路は、電池監視装置２０において必須な構成ではない。
　上述の実施形態の如く、電池監視装置２０は、リチウム析出量の推定値を電池温度または寄生抵抗値で補正するようになっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
　上述の実施形態の如く、電池監視装置２０は、リチウム析出量から推定される所定の電池状態と他の要素から推定される所定の電池状態とを比較して、析出量検出部３７の適否を診断するようになっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。
　上述の実施形態では、リチウム析出量および電池のＳＥＩ層の厚みに基づいて、容積率ＳＯＨを推定するものを例示したが、容積率ＳＯＨは、他の物理量に基づいて推定されるようになっていてもよい。電池監視装置２０は、例えば、電池の正極の割れを含む劣化状態を検出し、当該劣化状態に基づいて容積率ＳＯＨを算出するようになっていてもよい。
　上述の実施形態の如く、電池監視装置２０は、電池管理装置６０とともに電池モジュールＢＭを管理する電池管理システムＢＭＳを構成可能になっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。このことは、充電システムＢＣＳおよび電池評価システムＢＲＳについても同様である。なお、電池評価システムＢＲＳは、電池管理システムＢＭＳにおける１つの機能部として構成されていてもよい。
　電池監視装置２０の監視対象は、車両に搭載された車載バッテリに限定されない。電池監視装置２０は、例えば、定置型の蓄電池、可搬型の蓄電池を監視する装置としても利用可能である。
　電池監視装置２０は、基本的にリチウムイオン電池を監視対象としているが、これに限らず、リチウムイオン電池と同様の課題が生じ得るものがあれば、当該電池を監視対象とすることもできる。なお、電池監視装置２０の監視対象となる電池は、複数の電池セルＣがモジュール化されたものでなくてもよい。
　電池監視装置２０は、電池ＥＣＵ１００に対して無線ではなく、有線で接続される構成になっていてもよい。電池監視装置２０は、上述したものと完全に一致するものに限定されず、上述したものと一部が異なっていてもよい。
　上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
　上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
　本開示の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　　［本開示の特徴］
　本開示は以下の特徴を備える。
　　［開示１］
　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
　前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）と、を備え、
　前記析出量検出部は、前記推定値を前記電池温度で補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、電池監視装置。
　［開示２］
　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
　前記リチウムイオン電池と前記短絡回路との間に生ずる寄生抵抗値が予め記憶された記憶部（５１）と、を備え、
　前記析出量検出部は、前記推定値を前記寄生抵抗値で補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、電池監視装置。
　［開示３］
　前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）を備え、
　前記析出量検出部は、前記推定値を前記寄生抵抗値および前記電池温度の双方を用いて補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、開示２に記載の電池監視装置。
　［開示４］
　前記析出量検出部は、前記記憶部に記憶された前記寄生抵抗値を前記電池温度に応じて補正し、補正した前記寄生抵抗値を用いて前記リチウム析出量を算出する、開示３に記載の電池監視装置。
　［開示５］
　前記寄生抵抗値は、前記短絡回路を前記リチウムイオン電池に接続する前に既知のインピーダンスを有する校正装置に対して接続して求める、開示２ないし４のいずれか１つに記載の電池監視装置。
　［開示６］
　前記リチウム析出量から推定される所定の電池状態と前記リチウム析出量以外の他の要素から推定される前記電池状態とを比較して、前記析出量検出部の適否を診断する診断部（５４１）を備える、開示１ないし５のいずれか１つに記載の電池監視装置。
　［開示７］
　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
　前記リチウム析出量から推定される所定の電池状態と前記リチウム析出量以外の他の要素から推定される前記電池状態とを比較して、前記析出量検出部の適否を診断する診断部（５４１）と、
　を備える電池監視装置。
　［開示８］
　前記リチウム析出量の時間変化を前記リチウムイオン電池の使用履歴の１つまたは製造履歴の１つとして記憶する記憶媒体（５１）を備える、開示１ないし７のいずれか１つに記載の電池監視装置。
　［開示９］
　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
　前記リチウムイオン電池を含む蓄電池に設置されるセンサの出力を用いて前記リチウム析出量を算出する析出量検出部（３７）と、
　前記リチウム析出量の時間変化を前記リチウムイオン電池の使用履歴の１つまたは製造履歴の１つとして記憶する記憶部（５１）と、を備える、電池監視装置。
　［開示１０］
　前記リチウムイオン電池に異常が生じた際に、前記使用履歴および前記製造履歴に基づいて、前記異常の発生要因を特定する異常特定部（５４４）を備える、開示８または９に記載の電池監視装置。
　［開示１１］
　前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、前記リチウムイオン電池を昇温させる加熱要素（ＨＭ）によって前記リチウムイオン電池が加熱される、開示１ないし９のいずれか１つに記載の電池監視装置。
　［開示１２］
　リチウムイオン電池を含む蓄電池を管理するバッテリマネージメントユニットであって、
　前記リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を含む電池状態を監視するセンサ部（３０）と、
　前記蓄電池の充電制御を行う電池制御装置（１４０）を備え、
　前記電池制御装置は、前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、前記蓄電池を昇温させる加熱要素（ＨＭ）によって前記蓄電池を加熱する、バッテリマネージメントユニット。
　［開示１３］
　前記センサ部は、前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）を含んでおり、
　前記電池制御装置は、前記充電制御時に、前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加し、且つ、前記電池温度が所定の低温閾値以下になると、前記加熱要素によって前記蓄電池を加熱する、開示１２に記載のバッテリマネージメントユニット。
　２０　　　電池監視装置
　３１　　　温度センサ
　３７　　　析出量検出部
　３７１　　短絡回路

Claims (13)

  1. 　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
    　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
    　前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）と、を備え、
    　前記析出量検出部は、前記推定値を前記電池温度で補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、電池監視装置。
  2. 　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
    　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
    　前記リチウムイオン電池と前記短絡回路との間に生ずる寄生抵抗値が予め記憶された記憶部（５１）と、を備え、
    　前記析出量検出部は、前記推定値を前記寄生抵抗値で補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、電池監視装置。
  3. 　前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）を備え、
    　前記析出量検出部は、前記推定値を前記寄生抵抗値および前記電池温度の双方を用いて補正した補正値を前記リチウム析出量として算出する、請求項２に記載の電池監視装置。
  4. 　前記析出量検出部は、前記記憶部に記憶された前記寄生抵抗値を前記電池温度に応じて補正し、補正した前記寄生抵抗値を用いて前記リチウム析出量を算出する、請求項３に記載の電池監視装置。
  5. 　前記寄生抵抗値は、前記短絡回路を前記リチウムイオン電池に接続する前に既知のインピーダンスを有する校正装置に対して接続して求める、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の電池監視装置。
  6. 　前記リチウム析出量から推定される所定の電池状態と前記リチウム析出量以外の他の要素から推定される前記電池状態とを比較して、前記析出量検出部の適否を診断する診断部（５４１）を備える、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池監視装置。
  7. 　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
    　前記リチウムイオン電池の両端を一時的に短絡させて放電させる短絡回路（３７１）を含み、前記短絡回路にて前記リチウムイオン電池の両端を短絡させた際の電流および電圧の少なくとも一方の変化に基づいて前記リチウム析出量の推定値を算出する析出量検出部（３７）と、
    　前記リチウム析出量から推定される所定の電池状態と前記リチウム析出量以外の他の要素から推定される前記電池状態とを比較して、前記析出量検出部の適否を診断する診断部（５４１）と、
    　を備える電池監視装置。
  8. 　前記リチウム析出量の時間変化を前記リチウムイオン電池の使用履歴の１つまたは製造履歴の１つとして記憶する記憶媒体（５１）を備える、請求項１、２、３、４、７のいずれか１つに記載の電池監視装置。
  9. 　リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を監視する電池監視装置であって、
    　前記リチウムイオン電池を含む蓄電池に設置されるセンサの出力を用いて前記リチウム析出量を算出する析出量検出部（３７）と、
    　前記リチウム析出量の時間変化を前記リチウムイオン電池の使用履歴の１つまたは製造履歴の１つとして記憶する記憶部（５１）と、を備える、電池監視装置。
  10. 　前記リチウムイオン電池に異常が生じた際に、前記使用履歴および前記製造履歴に基づいて、前記異常の発生要因を特定する異常特定部（５４４）を備える、請求項９に記載の電池監視装置。
  11. 　前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、前記リチウムイオン電池を昇温させる加熱要素（ＨＭ）によって前記リチウムイオン電池が加熱される、請求項１、２、７、９のいずれかに記載の電池監視装置。
  12. 　リチウムイオン電池を含む蓄電池を管理するバッテリマネージメントユニットであって、
    　前記リチウムイオン電池におけるリチウム析出量を含む電池状態を監視するセンサ部（３０）と、
    　前記蓄電池の充電制御を行う電池制御装置（１４０）を備え、
    　前記電池制御装置は、前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加すると、前記蓄電池を昇温させる加熱要素（ＨＭ）によって前記蓄電池を加熱する、バッテリマネージメントユニット。
  13. 　前記センサ部は、前記リチウムイオン電池の電池温度を検出する温度センサ（３１）を含んでおり、
    　前記電池制御装置は、前記充電制御時に、前記リチウム析出量が所定の閾値を超えて増加し、且つ、前記電池温度が所定の低温閾値以下になると、前記加熱要素によって前記蓄電池を加熱する、請求項１２に記載のバッテリマネージメントユニット。
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