JP5839093B2 - 組電池管理システムおよび装置 - Google Patents

Description

本発明は、組電池管理システムおよびそれに用いられる装置に関する。

近年、電気エネルギーを利用して走行するハイブリッド車両や電気自動車などが実用に供されている。電気エネルギーを利用する走行は、高エネルギー効率や低エミッションなどの様々な特長を有する。

ハイブリッド車両や電気自動車などの車両は、蓄電装置を備える。蓄電装置は、たとえば所望の容量を得るために複数の電池を組み合わせて構成された組電池を含む。組電池は、経時劣化などにより使用に適さなくなる場合がある。この場合、車両に搭載された組電池に対するメンテナンスとして、たとえば新たな組電池への交換作業が行なわれ得る（たとえば特開２００７−１４１４６４号公報参照）。

特開２００７−１４１４６４号公報

組電池のメンテナンスは、ディーラなどで行なわれる。組電池は、たとえば、組電池が搭載された車両をユーザが運転することにより、車両とともにディーラに持ち込まれる。しかし、組電池が使用できないと、車両が電気自動車の場合、ユーザは車両を運転して組電池をディーラに持ち込むことができない。また、車両がハイブリッド車両の場合、ユーザは、電気エネルギーを利用する走行によるメリットを享受できない。

本発明の目的は、組電池が使用できなくなる前の適切な時期に組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに知らせることを可能にした組電池管理システムおよび装置を提供することである。

本発明は、一局面において、複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムである。管理システムは、組電池情報取得部と、算出部と、判断部と、通知部とを備える。組電池情報取得部は、組電池の組電池情報を取得する。算出部は、組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する。判断部は、算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する。通知部は、判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、組電池の関係者に対して組電池に関連する情報を通知する。

好ましくは、組電池情報は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの各々の電池ブロック容量に関する情報を含む。

さらに好ましくは、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック容量のばらつきの時間に対する変化量である。

あるいは、組電池は、車両に搭載されて使用される。ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック容量のばらつきの車両の走行距離に対する変化量である。

好ましくは、組電池情報は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの各々の電池ブロック抵抗に関する情報を含む。

さらに好ましくは、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック抵抗のばらつきの時間に対する変化量である。

あるいは、組電池は、車両に搭載されて使用される。ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック抵抗のばらつきの車両の走行距離に対する変化量である。

本発明は、別の局面において、複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムに用いられる装置である。上記装置は、組電池情報取得部と、算出部と、判断部と、通知部とを備える。組電池情報取得部は、組電池の組電池情報を取得する。算出部は、組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する。判断部は、算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する。通知部は、判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、組電池の関係者に対して組電池に関連する情報を通知する。

本発明によると、組電池が使用できなくなる前の適切な時期に組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに知らせることが可能になる。

実施の形態１に係る組電池管理システムの概略構成を示す図である。 組電池の構成の一例を説明するための図である。 診断装置の構成の一例を説明するための図である。 組電池に含まれる複数の電池ブロックの容量のばらつきを説明するための図である。 組電池に含まれる複数の電池ブロックの容量のばらつきに起因する値を説明するための図である。 実施の形態１による組電池管理システムで行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。 組電池に含まれる複数の電池ブロックの内部抵抗のばらつきを説明するための図である。 組電池に含まれる複数の電池ブロックの内部抵抗のばらつきに起因する値を説明するための図である。 組電池に含まれる複数の電池ブロックの劣化の原因と、劣化を加速させる因子とを説明するための図である。 実施の形態２による組電池管理システムで行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る組電池管理システム１００の概略構成を示す図である。図１を参照して、市場２００において、組電池は、ハイブリッド車両や電気自動車（以下、単に「車両」と称する）の走行などのために用いられる。図１では、車両２１０に組電池２１１が搭載されて使用されている。図１に示す車両の数および組電池の数は一例であり、実際の市場には、より多くの車両および組電池が存在すると理解されるべきである。本実施の形態において、主に組電池２１１の管理について説明する。

組電池２１１は、複数の電池ブロックを組み合わせて構成される。組電池２１１は、たとえば蓄電装置（図示せず）の一部として車両２１０に搭載され得る。組電池２１１に関する情報（組電池情報）は、蓄電装置または車両２１０などによって取得され、組電池情報収集部３００に送信される。組電池情報は、組電池の特性などの情報、および組電池を識別するための識別情報を含み得る。組電池情報の送信は、たとえば車両２１０（または蓄電装置）と組電池情報収集部３００との通信によって実現される。また、車両２１０から組電池情報収集部３００への組電池情報の送信は、定期的に行なわれることもできる。組電池情報は、一旦ディーラ２２０によって取得された後、ディーラ２２０から組電池情報収集部３００に送信されてもよい。なお、蓄電装置ではなく、組電池２１１自身が、組電池情報を取得し、および／または組電池情報を組電池情報収集部３００に送信するように構成されていてもよい。

ディーラ２２０は、車両や組電池の販売および／またはメンテナンスなどを行なう。メンテナンスの際、たとえば、組電池２１１の組電池情報が取得されるとともに、組電池２１１の状態および様々な特性が診断される。組電池情報の取得および組電池の診断は、たとえば診断ツール２２１を利用して行なわれる。

診断装置４００は、組電池情報収集部３００が収集した組電池情報を取得する。診断装置４００は、組電池情報に基づいて、組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する。組電池のメンテナンスが必要な場合、診断装置４００は、関係者に対して組電池に関連する情報（以下、「組電池関連情報」と称する）を通知する。関係者には、組電池２１１のユーザ（車両２１０のオーナ）の他に、ディーラ２２０あるいはサプライヤ５００も含まれる。サプライヤ５００は、車両および／または組電池の開発および製造などを行なう。組電池関連情報には、組電池のメンテナンスが必要であるか否かの情報と、組電池情報自体とが含まれ得る。

図２は、図１の組電池２１１の構成の一例を説明するための図である。図２を参照して、組電池２１１は、複数の電池ブロック２１３を含む電池パックである。電池ブロック２１３は、複数の単電池２１２を含み得る。単電池２１２は、たとえばリチウムイオン電池（Ｌｉイオン電池）のセル、または複数のリチウムイオン電池のセルをモジュール化した電池モジュールである。１個の電池ブロック２１３に含まれる単電池２１２の数は、たとえば数個から十数個程度であるが、１個の単電池２１２が１個の電池ブロック２１３を構成してもよい。組電池２１１は、たとえば８個の電池ブロック２１３（電池ブロック１〜８）で構成されるが、１個の電池ブロック２１３が電池スタック２１４を構成してもよい。また、２個の電池ブロック２１３が１個の電池スタック２１４を構成してもよい。その場合、組電池２１１は４個の電池スタックで構成される。なお、単電池２１２は、ニッケル水素充電池（Ｎｉ−ＭＨ電池）のセルまたはモジュールで構成されてもよい。

図３は、図１の診断装置４００の構成の一例を説明するための図である。図３を参照して、診断装置４００は、通信部４１０と、算出部４２０と、判断部４３０と、通信部４４０とを含む。

通信部４１０は、組電池情報を取得する組電池情報取得部である。通信部４１０は、たとえば、図１の組電池情報収集部３００と通信を行ない、組電池情報収集部３００に収集された組電池情報を取得する。組電池情報は、組電池内の複数の電池ブロック、電池スタック、および／または単電池の各々の特性、たとえば容量に関する情報を含む。本実施の形態において、一例として図１および図２の組電池２１１の組電池情報が取得される。取得された組電池情報は、算出部４２０に送られる。なお、組電池情報は、後述の通信部４４０によっても取得される。

算出部４２０は、通信部４１０から送られる組電池情報に基づいて、組電池２１１に含まれる複数の電池ブロック（図２の電池ブロック２１３）の特性のばらつきに起因する値を算出する。実施の形態１における特性は、たとえば電池ブロック毎の容量である。電池ブロックの容量は、電池ブロックの充放電の履歴などに基づいて計算される。ばらつきは、最も大きい容量と最も小さい容量との差であってもよいし、分散値であってもよい。特性のばらつきに起因する値は、ばらつきそのもの以外に、車両（図１の車両２１０）の走行距離または組電池２１１が使用された時間（たとえば経過日数）に対するばらつきの変化量などを含み得る。

算出部４２０は、複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値ではなく、複数の電池スタック（図２の電池スタック２１４）の特性のばらつきに起因する値を算出することもできる。あるいは、算出部４２０は、複数の単電池（図２の単電池２１２）の特性のばらつきに起因する値を算出することもできる。以後、算出部４２０によって算出される、電池ブロックなどの特性のばらつきに起因する値を、単に「判定値」と略す場合もある。算出された判定値は、判断部４３０に送信される。

判断部４３０は、算出部４２０から送信される判定値に基づいて、組電池２１１のメンテナンスが必要であるか否かを判断する。たとえば、判定値が所定範囲を超える場合、判断部４３０は、組電池２１１のメンテナンスが必要であると判断する。逆に、判定値が所定範囲内の場合、判断部４３０は、組電池２１１のメンテナンスが不要であると判断する。判断部４３０が行なう判断の詳細は、後に図４および図５を参照して説明される。判断部４３０の判断結果は、通信部４４０に送られる。

通信部４４０は、組電池の関係者に対して組電池関連情報を通知する通知部である。通信部４４０は、判断部４３０が組電池２１１のメンテナンスが必要であると判断した場合、組電池の関係者に対して組電池関連情報を通知する。具体的に、通信部４４０は、組電池２１１のメンテナンスが必要であることを、車両２１０（図１参照）のオーナに通知する。車両２１０のオーナは、組電池２１１のユーザでもある。これにより、組電池２１１のユーザは、組電池２１１のメンテナンスが必要であることを知ることができる。

さらに、通信部４４０は、組電池２１１のメンテナンスが必要であることを、ディーラ２２０（図１）にも通知する。ディーラ２２０は、通信部４４０からの通知を受けて、車両２１０のオーナに組電池２１１のメンテナンスが必要であることを通知することもできる。また、ディーラ２２０は、組電池２１１のメンテナンスを準備することができる。

一方で、通信部４４０は、組電池２１１のメンテナンスが必要であることをサプライヤ５００（図１）に通知する。その際、組電池２１１の組電池情報もサプライヤ５００に送信される。これにより、サプライヤ５００は、たとえばメンテナンスが必要になった組電池２１１を解析し、組電池の開発などに役立てることができる。

図４は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきを説明するための図である。図４のグラフは、組電池に含まれる複数の電池ブロック（電池ブロック１〜８）の各々の電池ブロック容量を示す。図４（ａ）は電池ブロック容量のばらつきが比較的大きい場合を示し、図４（ｂ）は電池ブロック容量のばらつきが比較的小さい場合を示す。

図４（ａ）を参照して、電池ブロック１〜８のうち、電池ブロック６の容量が最も大きく、電池ブロック４の容量が最も小さい。また、電池ブロック４の容量は、他の電池ブロック１〜３，５〜８の容量と比較してかなり小さく、電池ブロック４の劣化が顕著である。このような電池ブロック１〜８を含んで構成される組電池は、電池ブロック４の故障などにより、近い将来、使用できなくなる可能性が高い。

図４（ｂ）を参照して、電池ブロック１〜８のうち、電池ブロック１の容量が最も大きく、電池ブロック２の容量が最も小さい。しかし、図４（ｂ）の電池ブロック１の容量と電池ブロック２の容量との差は、図４（ａ）の電池ブロック６の容量と電池ブロック４の容量との差よりも、かなり小さい。すなわち、図４（ｂ）の場合、最も容量の小さい電池ブロック２であっても、それほど劣化が進んでいないと考えられる。このような電池ブロック１〜８を含んで構成される組電池は、当面の間、使用することができる。

図４（ａ）または図４（ｂ）に示すような複数の電池ブロックを含んで構成される組電池に対して、図３の算出部４２０は、各電池ブロックの容量のばらつきを算出する。ばらつきは、たとえば最も容量の大きい電池ブロックの容量と、最も容量の小さい電池ブロックの容量との差として算出される。あるいは、ばらつきは、電池ブロック１〜８の容量の分散値として算出されてもよい。いずれの場合も、図４（ａ）の場合、ばらつきは比較的大きくなり、図４（ｂ）の場合、ばらつきは比較的小さくなる。

図３の判断部４３０は、たとえば、ばらつきが所定範囲を超える場合、組電池のメンテナンスが必要であると判断することができる。一方、ばらつきが所定範囲内の場合、判断部４３０は、組電池のメンテナンスが不要であると判断することができる。所定範囲は、たとえば、図４（ａ）の組電池に対しては、メンテナンスが必要であると判断され、図４（ｂ）の組電池に対しては、メンテナンスが不要であると判断されるように定められる。このように定められた所定範囲を基準に、組電池のメンテナンスの要否が判断されることで、組電池が使用できなくなる前の適切な時期に組電池のメンテナンスを行なうように組電池のユーザに知らせることが可能になる。その時期（時点）では組電池は利用可能であるため、車両は、電気エネルギーを利用して走行することができる。その結果、たとえば、組電池のユーザは、組電池が搭載された車両を運転し、ディーラなどを訪問することができる。

図５は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を説明するための図である。図５を参照して、横軸は、組電池が搭載された車両の走行距離（または経過日数）を表す。縦軸は、組電池容量と、電池ブロック容量のばらつきとをそれぞれ表す。

組電池容量に関して、走行距離が増加すると組電池容量は変化する。ここで、電池の容量は、環境変化（たとえば温度変化）の影響を受ける。そのため、組電池容量は、増減（変動）する。全体的には、走行距離が増加すると、組電池容量は減少する傾向にある。しかし、その減少は比較的緩やかである。このような組電池の容量の変化は分かりにくい。そのため、組電池の容量の変化に基づいて組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断することは難しい。

一方、電池ブロック容量のばらつきに関して、走行距離が増加しても、当初、ばらつきの大きさは一定（ほぼゼロ）である。すなわち、ばらつきの大きさは、環境変化の影響をあまり受けない。これは、電池ブロックの各々の容量が、環境変化によって同様（同じ方向）に変動するためである。そのため、電池ブロック容量のばらつきを監視すれば、環境変化による容量の変動が取り除かれる。走行距離が増加し、ある大きさの走行距離（Ｌ０）を超えると、電池ブロック容量のばらつきが増大し始める。また、一旦ばらつきが増大し始めると、その増大量は比較的短期間で急激に大きくなる。このような電池ブロック容量のばらつきの変化は分かりやすい。そのため、電池ブロック容量のばらつきの変化に基づいて組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断することは容易である。つまり、電池ブロック容量のばらつき、あるいはそれに起因する要素（値）を利用することで、組電池のメンテナンスの要否の判断を正確に行なうことができる。

図３の算出部４２０は、組電池ブロック容量のばらつきに関して、電池ブロック容量のばらつきの走行距離（または経過日数）に対する変化量を算出し得る。算出部４２０は、たとえば、図５を参照して、走行距離Ｌ１とＬ２との間での電池ブロック容量のばらつきの変化量β１を算出する。具体的に、走行距離Ｌ１における電池ブロック容量のばらつきをα１とし、走行距離Ｌ２における電池ブロック容量のばらつきをα２とすると、変化量β１は、β１＝（α２−α１）／（Ｌ２−Ｌ１）として算出される。または、経過日数Ｄ１とＤ２の間での電池ブロック容量のばらつきの変化量β２は、β２＝（α２−α１）／（Ｄ２−Ｄ１）として算出される。変化量β１，β２は、電池ブロック容量のばらつきに起因する値（すなわち判定値）である。

ただし、ばらつきに起因する値としては、走行距離や経過日数（経過時間）を考慮せず、単純に、最も新しく取得された電池ブロック容量のばらつきについて、それ以前に取得された電池ブロック容量のばらつきに対する比率（変化率β３＝α２／α１）であってもよい。変化量β２および変化率β３は、いずれも電池ブロック容量のばらつきの時間に対する変化を表すものである。

図３の判断部４３０は、判定値が所定範囲を超える場合、組電池のメンテナンスが必要であると判断することができる。一方、判定値が所定範囲内の場合、判断部４３０は、組電池のメンテナンスが不要であると判断することができる。所定範囲は、たとえば、図５の走行距離がＬ１からＬ２の間で得られた判定値についてメンテナンスが不要と判断され、走行距離がＬ２以上の時点で得られた判定値についてメンテナンスが必要と判断されるように定められる。判断部４３０は、変化量β１と変化量β２と変化率β２との３つのパラメータのうち、２つ以上のパラメータについてそれぞれ所定範囲を超えるか否か判定し、それらの結果を組み合わせて、組電池のメンテナンスの要否について判断することもできる。判定値は、電池ブロックの容量のばらつきに起因する値に限られない。判定値は、単電池（図２の単電池２１２）の容量のばらつきに起因する値であってもよいし、電池スタック（図２の電池スタック２１４）の容量のばらつきに起因する値であってもよい。

組電池に含まれる電池ブロックの数は、組電池に含まれる単電池の数よりも少ない場合もある。同様に、電池スタックの数は、組電池に含まれる単電池の数よりも少ない場合もある。そのため、電池ブロックあるいは電池スタックによる判定値に基づく判断では、単電池による判定値に基づく判断よりも、扱われる情報（組電池情報）の量が低減される。それにより、図３の算出部４２０および／または判断部４３０の判定値の算出、および判定値に基づく判断に要する負担が軽減され得る。

図６は、実施の形態１による組電池管理システムで行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートおよび後述する図１０に示すフローチャートは、図１などに示す診断装置４００によって実行される。

図３および図６を参照して、はじめに、組電池情報が取得される（ステップＳ１０１）。次に、ステップＳ１０１において取得された組電池情報に基づき、電池ブロック容量のばらつきに起因する値、すなわち判定値が算出される（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２において算出された判定値が所定範囲内であるか否かが判断される。判定値が所定範囲内の場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、組電池のメンテナンスは不要であると判断され（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０１に再び処理が戻される。一方、判定値が所定範囲を超える場合（ステップＳ１０３においてＮＯ）、組電池のメンテナンスが必要と判断される（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５において組電池のメンテナンスが必要と判断されると、組電池の関係者に対して組電池関連情報が通知され（ステップＳ１０６）、フローチャートが終了する。

このように、実施の形態１によれば、組電池に含まれる電池ブロック間での容量ばらつきに基づいて、組電池のメンテナンスの要否が判断される。仮にメンテナンスの要否の判断に容量の低下量（絶対量）を用いると、いずれかの電池ブロックの容量が所定のしきい値を下回るまでメンテナンスが行なわれずに放置され、容量が上記しきい値を下回った時点では組電池が使用できなくなっている可能性がある。これに対し、容量ばらつきを用いることで、組電池が使用できなくなる前の適切な時点で組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに通知することが可能になる。その時点において、車両は組電池に蓄えられた電気エネルギーを利用して走行することができるので、ユーザは、車両を運転してディーラなどを訪問することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、電池ブロック容量のばらつきに基づいて電池ブロックの不具合を検出する例について説明したが、電池ブロックの不具合検出に使用可能な他のパラメータとして内部抵抗が存在する。実施の形態２においては、電池ブロックの内部抵抗のばらつきに基づいて、組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに知らせる処理について説明する。なお、実施の形態２に係る組電池管理システムの構成は、実施の形態１に係る組電池管理システムの構成（図１〜図３参照）と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

図７は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの内部抵抗のばらつきを説明するための図である。図７のグラフは、組電池に含まれる複数の電池ブロック（図２に示す電池ブロック１〜８）の電池ブロックの各々の内部抵抗（以下、「電池ブロック抵抗」とも称する）を示す。

図７（ａ）は、初期状態（たとえば電池ブロック１〜８の製造直後の状態）における電池ブロック抵抗のばらつきを示す。図７（ａ）を参照して、初期状態において、電池ブロック１〜８間の内部抵抗は、ほぼ等しい。

図７（ｂ）は、通常劣化が生じた場合（たとえば通常劣化が進行して電池ブロックの交換に至った場合）の電池ブロック抵抗のばらつきを示す。なお、「通常劣化」とは、時間経過に伴う劣化または反復使用に伴う劣化を意味し、経年劣化ということもできる。図７（ｂ）を参照して、通常劣化の場合、電池ブロック１〜８のうち、電池ブロック３〜６の内部抵抗の増加量は比較的大きく、電池ブロック５の内部抵抗の増加量が最も大きい。一方、電池ブロック１〜８のうち、電池ブロック１，２，７，８の内部抵抗の増加量は比較的小さく、電池ブロック７の内部抵抗の増加量が最も小さい。このように、通常劣化の場合、電池ブロック１〜８間で内部抵抗の増加量に大小の違いはあるものの、全電池ブロック１〜８において内部抵抗が増加している。

図７（ｂ）に示すような複数の電池ブロック１〜８で構成される組電池に対して、図３の算出部４２０は、電池ブロック１〜８の各々の内部抵抗のばらつきを算出する。実施の形態１と同様に、ばらつきは、たとえば最も内部抵抗の大きい電池ブロックと、最も内部抵抗の小さい電池ブロックとの抵抗値の差として算出されてもよい。また、ばらつきは、最も内部抵抗の大きい電池ブロックの抵抗値と、電池ブロック１〜８の内部抵抗の平均値との差として算出されてもよく、最も内部抵抗の小さい電池ブロックの抵抗値と、電池ブロック１〜８の内部抵抗の平均値との差として算出されてもよい。あるいは、ばらつきは、電池ブロック１〜８の内部抵抗の分散値として算出されてもよい。

さらに、ばらつきに起因する値としては、車両２１０の走行距離または組電池２１１の使用時間に対するばらつきの変化量を用いることもできる。図８は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの内部抵抗のばらつきに起因する値を説明するための図である。

図８を参照して、算出部４２０は、走行距離Ｌ１と走行距離Ｌ２との間での電池ブロック抵抗のばらつきの変化量δ１を算出する。具体的に、走行距離Ｌ１における電池ブロック抵抗のばらつきをγ１とし、走行距離Ｌ２における電池ブロック抵抗のばらつきをγ２とすると、変化量δ１は、δ１＝（γ２−γ１）／（Ｌ２−Ｌ１）として算出される。あるいは、経過日数Ｄ１と経過日数Ｄ２との間での電池ブロック抵抗のばらつきの変化量δ２は、δ２＝（γ２−γ１）／（Ｄ２−Ｄ１）として算出される。変化量δ１，δ２は、電池ブロック抵抗のばらつきに起因する値（すなわち判定値）である。

ただし、ばらつきに起因する値としては、走行距離および経過日数（経過時間）を考慮せず、単純に、最も新しく取得された電池ブロック抵抗のばらつきについて、それ以前に取得された電池ブロック抵抗のばらつきに対する比率（変化率δ３＝γ２／γ１）を用いてもよい。変化量δ２および変化率δ３は、いずれも電池ブロック抵抗のばらつきの時間に対する変化を表すものである。

図７を再び参照して、図７（ｃ）は、内部短絡発生時の電池ブロック抵抗のばらつきを示す。ここで「内部短絡」とは、電極間が完全に短絡した状態に限らず、電池内部に混入した異物等に起因して電圧印加時に微弱な電流が流れる状態（微短絡の状態）を意味する。図７（ｃ）を参照して、電池ブロック１〜８のうち、電池ブロック３の内部抵抗が他の電池ブロック１，２，４〜８に比べて著しく小さい。このように、内部短絡が生じた場合には、その電池ブロックの内部抵抗のみが他の電池ブロックの内部抵抗に比べて小さくなる。

図７（ｃ）に示すような各電池ブロックについて、算出部４２０は、内部抵抗のばらつきを算出する。ばらつきの算出手法としては、図７（ｂ）にて説明した各種手法を用いることが可能であるが、特に、最も内部抵抗の小さい電池ブロックの抵抗値と、電池ブロック１〜８の内部抵抗の平均値との差（差分値）を用いることが好ましい。内部短絡が生じたると、上記差分値が比較的大きくなるので、検出が容易だからである。

図９は、組電池に含まれる複数の電池ブロックの劣化の原因、および劣化を加速させる因子を説明するための図である。図９を参照して、図中の「○」（丸）は、電池ブロックの容量の低下または内部抵抗の増加を引き起こす各種劣化原因について、電池ブロックの高温状態または高ＳＯＣ（Stage Of Charge）状態が当該劣化原因を加速させ得ることを示す。

図９に示すように、一般に、電池ブロックの高温状態または高ＳＯＣ状態は、電池ブロックの容量の低下と内部抵抗の増加とを並行して生じ得る。すなわち、高温状態は、容量低下につながる各種劣化原因を引き起こし得るとともに、抵抗増加につながる各種劣化原因を引き起こし得る。同様に、高ＳＯＣ状態は、容量低下につながる各種劣化原因を引き起こし得るとともに、抵抗増加につながる各種劣化原因を引き起こし得る。

各種劣化原因に対する感受性は、電池ブロック毎に異なる場合がある。そのため、容量低下がより顕著に生じる電池ブロックと、抵抗増加がより顕著に生じる電池ブロックとが存在し得る。したがって、電池ブロックの不具合の検出精度を向上させるためには、容量低下の検出結果および抵抗増加の検出結果のいずれか一方だけでなく、以下に説明するように、両方を併用することが望ましい。

図１０は、実施の形態２による組電池管理システムで行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、ステップＳ１０２Ａ，Ｓ１０３Ａの処理をさらに含む点において、実施の形態１におけるフローチャート（図６参照）と異なる。

図１０を参照して、組電池情報に基づいて、電池ブロック容量のばらつきに起因する判定値が算出されるとともに（ステップＳ１０２）、電池ブロック抵抗のばらつきに起因する判定値が算出される（ステップＳ１０２Ａ）。

ステップＳ１０３において、電池ブロック容量のばらつきに起因する判定値が所定の範囲Ｒ１内であるか否かが判断される。さらに、ステップＳ１０３Ａにおいて、電池ブロック抵抗のばらつきに起因する判定値が所定の範囲Ｒ２内であるか否かが判断される。電池ブロック容量のばらつきに起因する判定値が範囲Ｒ１内であり、かつ、電池ブロック抵抗のばらつきに起因する判定値が範囲Ｒ２内の場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ、かつ、ステップＳ１０３ＡでＹＥＳ）、組電池のメンテナンスは不要と判断される（ステップＳ１０４）。

これに対し、電池ブロック容量のばらつきに起因する判定値が範囲Ｒ１外の場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、あるいは電池ブロック抵抗のばらつきに起因する判定値が範囲Ｒ２外の場合、組電池のメンテナンスが必要と判断される（ステップＳ１０５）。なお、Ｓ１０６の処理は、図６に示すフローチャートの対応する処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

このように、実施の形態２によれば、電池ブロックの各々の内部抵抗（電池ブロック抵抗）のばらつきに基づいて、組電池のメンテナンスの要否が判断される。これにより、実施の形態１と同様に、組電池が使用できなくなる前の適切な時点で組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに通知することが可能になる。さらに、メンテナンスの要否の判断に容量低下の検出結果と内部抵抗増加の検出結果とを併用することで、メンテナンスの要否の判断精度を向上させることができる。

最後に、本発明の実施の形態について総括する。図１および図３を参照して、本発明の実施の形態に係る組電池管理システム１００は、組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部（通信部４１０）と、組電池情報取得部（通信部４１０）が取得した組電池情報に基づいて、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部４２０と、算出部４２０が算出したばらつきに起因する値に基づいて、組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部４３０と、判断部４３０がメンテナンスが必要であると判断した場合、組電池の関係者に対して組電池に関連する情報を通知する通知部（通信部４４０）とを備える。これにより、組電池が使用できなくなる前の適切な時期に組電池のメンテナンスを行なうようにユーザに知らせることが可能になる。

好ましくは、組電池情報は、組電池に含まれる複数の電池ブロック（図２の電池ブロック２１３または電池スタック２１４）の各々の電池ブロック容量に関する情報を含む。さらに好ましくは、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック容量のばらつきの時間に対する変化量（図５のβ２）である。あるいは、組電池は、車両に搭載されて使用され、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック容量のばらつきの車両の走行距離に対する変化量（図５のβ１）である。これにより、組電池のメンテナンスの要否の判断が正確に行なわれる。

好ましくは、組電池情報は、組電池に含まれる複数の電池ブロック（図２の電池ブロック２１３または電池スタック２１４）の各々の電池ブロック抵抗に関する情報を含む。さらに好ましくは、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック抵抗のばらつきの時間に対する変化量（図８のδ２）である。あるいは、組電池は、車両に搭載されて使用され、ばらつきに起因する値は、組電池内の電池ブロック抵抗のばらつきの車両の走行距離に対する変化量（図８のδ１）である。これにより、組電池のメンテナンスの要否の判断が正確に行なわれる。

診断装置４００は、複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムに用いられる装置であって、組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部（通信部４１０）と、組電池情報取得部（通信部４１０）が取得した組電池情報に基づいて、組電池に含まれる複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部４２０と、算出部４２０が算出したばらつきに起因する値に基づいて、組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部４３０と、判断部４３０がメンテナンスが必要であると判断した場合、組電池の関係者に対して組電池に関連する情報を通知する通知部（通信部４４０）とを備える。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 組電池管理システム、２００ 市場、２１０ 車両、２１１ 組電池、２１２ 単電池、２１３ 電池ブロック、２１４ 電池スタック、２２０ ディーラ、２２１ 診断ツール、３００ 組電池情報収集部、４００ 診断装置、４１０，４４０ 通信部、４２０ 算出部、４３０ 判断部、５００ サプライヤ。

Claims (6)

1. 複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムであって、
   前記組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部と、
   前記組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部と、
   前記算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、前記組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、前記組電池の関係者に対して前記組電池に関連する情報を通知する通知部とを備え、
   前記ばらつきに起因する値は、前記ばらつきの時間に対する変化量である、組電池管理システム。
2. 複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムであって、
   前記組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部と、
   前記組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部と、
   前記算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、前記組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、前記組電池の関係者に対して前記組電池に関連する情報を通知する通知部とを備え、
   前記組電池は、車両に搭載されて使用され、
   前記ばらつきに起因する値は、前記ばらつきの前記車両の走行距離に対する変化量である、組電池管理システム。
3. 前記組電池情報は、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの各々の電池ブロック容量に関する情報を含み、
   前記ばらつきは、前記電池ブロック容量のばらつきである、請求項１または２に記載の組電池管理システム。
4. 前記組電池情報は、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの各々の電池ブロック抵抗に関する情報を含み、
   前記ばらつきは、前記電池ブロック抵抗のばらつきである、請求項１または２に記載の組電池管理システム。
5. 複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムに用いられる装置であって、
   前記組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部と、
   前記組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部と、
   前記算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、前記組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、前記組電池の関係者に対して前記組電池に関連する情報を通知する通知部とを備え、
   前記ばらつきに起因する値は、前記ばらつきの時間に対する変化量である、装置。
6. 複数の電池ブロックを含む組電池の管理システムに用いられる装置であって、
   前記組電池の組電池情報を取得する組電池情報取得部と、
   前記組電池情報取得部が取得した組電池情報に基づいて、前記組電池に含まれる前記複数の電池ブロックの特性のばらつきに起因する値を算出する算出部と、
   前記算出部が算出したばらつきに起因する値に基づいて、前記組電池のメンテナンスが必要であるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部がメンテナンスが必要であると判断した場合、前記組電池の関係者に対して前記組電池に関連する情報を通知する通知部とを備え、
   前記組電池は、車両に搭載されて使用され、
   前記ばらつきに起因する値は、前記ばらつきの前記車両の走行距離に対する変化量である、装置。

Images