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WO2019208410A1 - 故障診断方法、及び、蓄電素子の管理装置 - Google Patents

故障診断方法、及び、蓄電素子の管理装置 Download PDF

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WO2019208410A1
WO2019208410A1 PCT/JP2019/016741 JP2019016741W WO2019208410A1 WO 2019208410 A1 WO2019208410 A1 WO 2019208410A1 JP 2019016741 W JP2019016741 W JP 2019016741W WO 2019208410 A1 WO2019208410 A1 WO 2019208410A1
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WO
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power storage
storage device
circuit breaker
current
relay
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/016741
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅行 井村
Original Assignee
株式会社Ｇｓユアサ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｇｓユアサ filed Critical 株式会社Ｇｓユアサ
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Priority to JP2020516296A priority patent/JP7334734B2/ja
Priority to DE112019002098.6T priority patent/DE112019002098T5/de
Priority to US17/048,649 priority patent/US20210165044A1/en
Publication of WO2019208410A1 publication Critical patent/WO2019208410A1/ja

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3275—Fault detection or status indication
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    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a failure diagnosis method for a system in which a power storage device that supplies power to an electric load and another power source that is one of the power storage device and a charger are connected in parallel, and a storage element management device.
  • Patent Document 1 includes a circuit breaker connected in series with a power storage element, and opens a circuit breaker to protect the power storage element from overcharge or overdischarge when overcharge or overdischarge of the power storage element is predicted.
  • An apparatus is disclosed. In this power storage device, if the circuit breaker is broken, the power storage element may not be protected from overcharge or overdischarge. For this reason, a fault diagnosis of a circuit breaker is performed.
  • Patent Document 2 describes a battery pack in which a first switch and a second switch are connected in parallel.
  • first an open command signal is transmitted to the first switch, and a close command signal is transmitted to the second switch to acquire the open voltage VAD.
  • a close command signal is transmitted to the first switch, and an open command signal is transmitted to the second switch to acquire the open voltage VAE.
  • the failure of the first switch is diagnosed from the voltage difference ⁇ V.
  • Patent Document 3 describes a battery pack including a plurality of switches connected in parallel to each other and a both-end voltage detection unit that outputs a both-end voltage detection signal corresponding to the both-ends voltage of the plurality of switches.
  • an open command signal is given by sequentially specifying a plurality of switches at different times, and a switch failure is determined based on a voltage detection signal at both ends when the open command signal is given.
  • JP 2017-135834 A International Publication No. 2016/103721 JP 2014-036556 A
  • Disclosed in a system in which a first power storage device that supplies power to an electrical load and another power source that is one of the second power storage device and a charger are connected in parallel, Disclosed is a technique capable of more reliably diagnosing a breaker in a first power storage device even when the voltage of the power storage device and the voltage of another power source are substantially the same.
  • the failure diagnosis method is a failure diagnosis method for a system in which a first power storage device that supplies power to an electrical load and another power source that is one of the second power storage device and a charger are connected in parallel.
  • the first power storage device is provided in the current path, and a power storage element provided in a current path connecting a positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal of the first power storage device.
  • a detection unit that detects at least one of a current value of a current flowing through the power storage element and a direction of the current, and a side opposite to the detection unit with respect to the power storage element in the current path, or the power storage element and the Provided in parallel with a section including the first circuit breaker provided between the detector and the storage element of the current path and the first circuit breaker and not including the detector.
  • the failure of the circuit breaker provided in the first power storage device can be diagnosed more reliably.
  • Schematic diagram of the engine starting system according to the first embodiment (the first relay is closed and the second relay is opened) Schematic diagram of the engine start system (first relay open, second relay closed) Schematic diagram of engine starting system (first relay and second relay closed) Flowchart of first relay failure diagnosis process Flowchart of first relay failure diagnosis processing according to Embodiment 2 Schematic diagram of an engine start system according to Embodiment 3 (a state where the first relay is closed, the second relay is opened, and the third to fifth relays are closed) The figure which shows the relationship between the combination of opening and closing of each relay and the presence or absence and direction of current Schematic diagram of an engine start system according to another embodiment (a state where the first relay is closed and the second relay is open)
  • a first power storage device that supplies power to an electric load and another power source that is one of the second power storage device and a charger are connected in parallel.
  • the first power storage device includes a power storage element provided in a current path connecting a positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal of the first power storage device; and A detection unit that is provided in a current path and detects at least one of a current value of the current flowing in the power storage element and a direction of the current; and a side opposite to the detection unit with respect to the power storage element in the current path; Or a section including the first circuit breaker provided between the power storage element and the detection unit, and the power storage element and the first circuit breaker in the current path, including the detection unit Is provided in parallel with no section And a second circuit breaker provided in the bypass path, wherein the failure diagnosis method opens the first circuit breaker when the first power storage device is discharged, and the second circuit breaker.
  • the first power storage device includes a bypass path that is provided in parallel to a section that includes the power storage element of the current path and the first circuit breaker and that does not include the detection unit.
  • the first circuit breaker fails even if the voltage of the first power storage device is substantially the same as the voltage of another power source.
  • the detection result of the detection unit differs depending on whether the first breaker is not open (when the first breaker is opened) and when it is broken (when the first breaker is not opened). In other words, the detection result varies depending on whether or not the first circuit breaker has failed. Therefore, when the voltage of the first power storage device and the voltage of another power source are substantially the same as in the prior art, the failure of the first circuit breaker can be diagnosed more reliably than when the voltage does not vary.
  • the detection unit is configured to detect a direction of the current. In the determination step, when the direction detected in the first detection step is a charging direction for charging the first power storage device, the detection unit determines that the current is normal. In other cases, it may be determined as a failure.
  • the first circuit breaker When the failure of the first circuit breaker is diagnosed at the time of discharging, the first circuit breaker is broken or not broken even though the voltage of the first power storage device and the voltage of another power source are substantially the same. The direction of the current is reversed. In other words, the detection result varies depending on whether the first circuit breaker has failed or not. For this reason, it is possible to determine the failure more reliably than in the case where the voltage does not fluctuate as in the prior art. If the first circuit breaker is out of order, the current value detected by the detection unit may be 0 A (ampere), or the current value may be so small that the direction cannot be determined. In that case, the direction cannot be determined. However, in the above failure diagnosis method, if the direction is other than the charging direction (if it is the discharge direction or the direction cannot be determined), it is determined as a failure. Therefore, the failure can be determined even if the direction cannot be determined. .
  • the detection unit detects a current value of the current, and the failure diagnosis method closes the first circuit breaker and opens the second circuit breaker when the first power storage device is discharged.
  • a second detection step of detecting a current value by the detection unit in a state, wherein the current value detected in the first detection step and the current value detected in the second detection step in the determination step Based on the above, the failure of the first circuit breaker may be determined.
  • the first power storage device provided with the bypass path described above has a current value detected when the first power storage device is discharged, even if the voltage of the first power storage device and the voltage of another power source are substantially the same.
  • the comparison result when comparing the current value detected after controlling to open the circuit breaker and close the second circuit breaker is the case where the first circuit breaker fails and the case where there is no failure It is different. In other words, the comparison result varies depending on whether or not the first circuit breaker has failed. For this reason, the failure of the first circuit breaker can be diagnosed more reliably than in the case where the voltage does not vary as in the conventional case.
  • the system includes a current path connecting the first power storage device and the electric load, a current path connecting the other power source and the electric load, and a current inside the other power source.
  • a third circuit breaker is provided in at least one of the paths, and the detection unit detects the direction of the current.
  • the direction detected in the first detection step is In the charging direction for charging the first power storage device, it is determined that the first circuit breaker and the third circuit breaker are both normal. In other cases, the first circuit breaker and the third circuit breaker are determined. It may be determined that at least one of the circuit breakers has failed.
  • the failure diagnosis method described above not only the first circuit breaker provided in the first power storage device but also the third power supply device provided for the third circuit breaker provided outside the first power storage device. Can diagnose the failure.
  • the second power source may be the second power storage device.
  • the failure of the first circuit breaker can be diagnosed even if the first power storage device that supplies power to the electric load and the second power storage device are connected in parallel.
  • the another power source may be higher in voltage than the first power storage device, and the system may include a step-down unit that steps down a voltage applied by the other power source.
  • the voltage of the first power storage device is higher than that of the first power storage device, such that the voltage of the first power storage device is 12V and the voltage of the other power source is 48V.
  • a voltage applied by another power source may be stepped down to substantially the same voltage as that of the first power storage device by a step-down unit included in the system. According to the failure diagnosis method described above, the failure of the first circuit breaker can be more reliably diagnosed even when the voltage of another power supply is stepped down to substantially the same voltage as that of the first power storage device.
  • a resistor or a constant current source may be provided in the bypass path.
  • the storage element management device disclosed in this specification is provided in a current path to which the storage element is connected, and detects at least one of a current value of the current flowing through the storage element and a direction of the current.
  • a detection unit, a first circuit breaker provided on the opposite side of the detection unit with respect to the storage element in the current path, or between the storage element and the detection unit, and the current path A bypass path provided in parallel to a section including the power storage element and the first circuit breaker and not including the detection unit; a second circuit breaker provided in the bypass path;
  • a management unit wherein the management unit opens at least one of a current value and a direction by the detection unit in a state where the first circuit breaker is opened and the second circuit breaker is closed when the power storage element is discharged. Detect the first And output processing, and executes a determining process of determining a failure of the first circuit breaker based on the detection result of the first detection process.
  • the management device in the system in which the first power storage device that supplies power to the electrical load and another power source that is one of the second power storage device and the charger are connected in parallel, Even if the voltage of one power storage device and the voltage of another power source are substantially the same, the failure of the first circuit breaker can be diagnosed more reliably.
  • the technology disclosed in this specification can be realized in various modes such as an apparatus, a method, a computer program for realizing the apparatus or method, and a recording medium on which the computer program is recorded.
  • the engine start system 1 starts a vehicle engine.
  • the engine start system 1 is mounted on a starter 10 (an example of an electric load) that rotates a crankshaft of an engine, a power storage device 11 for start-up that supplies power to the starter 10 (an example of a first power storage device), and a vehicle.
  • a power storage device 12 for an auxiliary device (an example of a second power storage device and another power source) that supplies power to auxiliary devices (headlights, air conditioners, audios, etc.) is provided.
  • the auxiliary power storage device 12 is connected in parallel to the starting power storage device 11 and can supply power to the starter 10 from the auxiliary power storage device 12.
  • the voltage of the starting power storage device 11 and the voltage of the auxiliary power storage device 12 are substantially the same.
  • the starter 10 has a 12V load, and both the power storage device 11 for start-up and the power storage device 12 for auxiliary machinery have a voltage of 12V.
  • the voltage of the power storage device 11 for starting may be larger than that of the power storage device 12 for auxiliary machinery, and the voltage of the power storage device 12 for auxiliary machinery may be larger than that of the power storage device 11 for starting machinery.
  • the power storage device 11 for starting is connected to a current path 15 and a current path 15 that connect the positive external terminal 13 and the negative external terminal 14.
  • the battery pack 16 and the battery management apparatus 17 (Battery Management System, an example of a management apparatus) are provided.
  • the assembled battery 16 includes a plurality of power storage elements 18 connected in series.
  • Each power storage element 18 is a rechargeable secondary battery, specifically a lithium ion battery, for example.
  • the plurality of power storage elements 18 may be connected in parallel, or may be connected in combination of series and parallel.
  • the BMS 17 includes a detection unit 19 that detects the direction of the current flowing through the storage element 18, a first relay 20 that interrupts the current path 15, a bypass path 21, a second relay 23, a resistor 24, and a management unit 22. .
  • the detection unit 19 is provided in the current path 15, detects the direction of the current flowing through the storage element 18, and outputs it to the management unit 22.
  • the first relay 20 is provided between the positive external terminal 13 and the assembled battery 16 in the current path 15.
  • the first relay 20 is for cutting off the current path 15 when an overcharge or overdischarge of the power storage element 18 is predicted.
  • the bypass path 21 is for diagnosing a failure of the first relay 20.
  • the bypass path 21 is provided in parallel with a section including the assembled battery 16 and the first relay 20 in the current path 15 and not including the detection unit 19.
  • the second relay 23 and the resistor 24 are provided in the bypass path 21.
  • the second relay 23 is normally open, and is closed by the management unit 22 when performing failure diagnosis of the first relay 20.
  • the resistor 24 is for preventing the electric storage element 18 from being short-circuited when the second relay 23 is closed.
  • the management unit 22 operates by power supplied from the assembled battery 16 and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the CPU executes various processes such as protection of the storage element 18 and failure diagnosis of the first relay 20 described later by executing a control program stored in the ROM.
  • the management unit 22 may include an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like instead of the CPU or in addition to the CPU.
  • the management unit 22 estimates a state of charge (SOC) of the power storage element 18 and overcharges when the estimated SOC is equal to or higher than a predetermined upper limit value or lower than a predetermined lower limit value.
  • SOC state of charge
  • the first relay 20 is opened on the assumption that overdischarge is expected. Thereby, the current path 15 is interrupted, and the power storage element 18 is protected from overcharge and overdischarge.
  • the management unit 22 performs failure diagnosis of the first relay 20.
  • the failure diagnosis of the first relay 20 is performed when the starting power storage device 11 is discharged. More specifically, the failure diagnosis of the first relay 20 is performed when a current in the discharge direction (hereinafter referred to as a discharge current) flows stably from the starting power storage device 11. For example, when the vehicle engine is stopped, the discharge current stably flows from the starting power storage device 11. Therefore, the failure diagnosis of the first relay 20 is performed, for example, when the vehicle engine is stopped.
  • the discharge current of the power storage device 11 for starting flows through the path X shown in FIG. In FIG. 1, the current value when the discharge current flows stably is Ibat1.
  • the direction of the current detected by the detection unit 19 is the discharge direction.
  • the management unit 22 controls to open the first relay 20 and close the second relay 23.
  • the first relay 20 is not out of order (that is, when the first relay 20 is open)
  • the path Y in FIG. The current Ibat2 flows through.
  • the current Ibat2 flows through the bypass path 21 of the power storage device 11 for starting.
  • the direction of the current Ibat2 is opposite to that of Ibat1, and the direction of the current detected by the detection unit 19 is the charging direction.
  • the discharge current Ibat1 flows from the starting power storage device 11 to the starter 10 as shown by the path X. Further, as indicated by path Z, discharge current Ibat2 flows from power storage device 11 for starting to bypass path 21. Since the current Ibat1 flows through the detection unit 19, when the first relay 20 is out of order, the direction of the current detected by the detection unit 19 is the discharge direction. Since the voltage of the power storage device 11 for start-up and the voltage of the power storage device 12 for auxiliary machinery are substantially the same, the current supplied by the power storage device 12 for auxiliary machinery does not appear in FIG.
  • the direction of the current detected after controlling the first relay 20 to open and close the second relay 23 is reversed between the case where the first relay 20 is not broken and the case where it is broken. .
  • the charging direction is when the first relay 20 is not broken, and the discharging direction is when it is broken. For this reason, the failure of the first relay 20 can be determined by detecting the direction of the current.
  • the current value detected by the detection unit 19 may be 0 A (ampere), or the current value may be so small that the direction cannot be determined. In that case, the direction cannot be determined. For this reason, the management part 22 judges that it is a failure when it is other than the charging direction (when it is the discharging direction or the direction cannot be determined).
  • the management unit 22 performs control to open the first relay 20 and close the second relay 23.
  • the management unit 22 detects the direction of current by the detection unit 19 (an example of a first detection step).
  • the management unit 22 determines whether the direction detected in S102 is the charging direction or the other direction. If the direction is the charging direction, the management unit 22 determines that the first relay 20 has not failed and ends the process. Otherwise, it is determined that the first relay 20 is out of order, and the process proceeds to S104 (an example of a determination process). In S104, the management unit 22 executes predetermined error processing.
  • the power storage device 11 for starting is a section including the assembled battery 16 and the first relay 20 in the current path 15 and includes the detection unit 19.
  • the detection result of the detection unit 19 differs depending on whether the relay 20 is not broken (when the first relay 20 is opened) or broken (when it is not opened). In other words, the detection result varies depending on whether or not the first relay 20 is out of order. Therefore, when the voltage of the starting power storage device 11 and the voltage of the auxiliary power storage device 12 are approximately the same as in the prior art, the failure of the first relay 20 is more reliably compared to the case where the voltage does not vary. Can be diagnosed.
  • the failure of the first relay 20 is determined in the direction of current.
  • the failure of the first relay 20 is diagnosed at the time of discharging, even if the voltage of the starting power storage device 11 and the voltage of the auxiliary power storage device 12 are substantially the same, the case where the first relay 20 has not failed and the failure
  • the direction of the current is reversed in the case of In other words, the detection result varies depending on whether or not the first relay 20 is out of order. For this reason, it is possible to determine the failure more reliably than in the case where the voltage does not fluctuate as in the prior art.
  • the current value detected by the detection unit 19 may be 0 A (ampere), or the current value may be so small that the direction cannot be determined. In that case, the direction cannot be determined.
  • the failure diagnosis method of the first embodiment if the direction is other than the charging direction (the discharge direction or the direction cannot be determined), it is determined as a failure. I can judge.
  • the resistor 24 is provided in the bypass path 21, it is possible to prevent the storage element 18 from being short-circuited when the second relay 23 is closed.
  • the voltage of the starting power storage device 11 and the auxiliary power storage device 12 are connected in parallel. Even if the voltage of the power storage device 12 is substantially the same, the failure of the first relay 20 can be diagnosed more reliably.
  • the engine start system includes a current sensor as the detection unit 19 and diagnoses a failure of the first relay 20 from the current value measured by the current sensor. Also in the second embodiment, the failure diagnosis of the first relay 20 is performed when the discharge current is flowing stably from the starting power storage device 11 as in the first embodiment.
  • the management unit 22 opens the first relay 20 and outputs the second relay when the discharge current is flowing stably from the power storage device 11 for starting.
  • the relay 23 is controlled to close.
  • the current Ibat2 flows from the auxiliary power storage device 12 to the path Y. If the first relay 20 has not failed, the current value when the discharge current is stably flowing from the starting power storage device 11 (that is, the current Ibat1 shown in FIG. 1) and the first relay 20 are The current value (Ibat2) detected after controlling to open and close the second relay 23 does not match.
  • the current value detected after the control to open the first relay 20 and close the second relay 23 is detected when the discharge current is flowing stably from the starting power storage device 11.
  • the failure of the first relay 20 can be diagnosed by determining whether or not the current value (Ibat1) matches.
  • the management unit 22 detects the current value by the detection unit 19 (an example of a second detection step).
  • the management unit 22 controls to open the first relay 20 and close the second relay 23.
  • the management unit 22 detects a current value by the detection unit 19 (an example of a first detection step). In S204, the management unit 22 determines whether or not the current value detected in S201 matches the current value detected in S203. If not, the management unit 22 determines that the first relay 20 has not failed. Then, this process is terminated, and if they match, it is determined that the first relay 20 has failed, and the process proceeds to S205 (an example of a determination process). In S205, the management unit 22 executes predetermined error processing.
  • the power storage device 11 for start-up provided with the bypass path 21 has the same voltage as that of the power storage device 11 for start-up and the voltage of the power storage device 12 for auxiliary machinery, even if the voltage of the power storage device 11 for start-up is almost the same.
  • the comparison result when comparing the current value detected at the time of discharging and the current value detected after controlling to open the first relay 20 and close the second relay 23 is as follows. Differs depending on whether there is a failure or not. In other words, the comparison result varies depending on whether the first relay 20 has failed or not. For this reason, the failure of the first relay 20 can be diagnosed more reliably as compared with the conventional case where the voltage does not vary.
  • the engine start system 2 includes a third relay 30, a fourth relay 31, and a fifth relay 32 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • Each of the third to fifth relays is an example of a third circuit breaker.
  • the third relay 30 is provided in a current path 33 that connects the power storage device 11 for starting and the starter 10.
  • the fourth relay 31 is provided in a current path 34 that connects the auxiliary power storage device 12 and the starter 10.
  • the third relay 30 and the fourth relay 31 are opened and closed by the ECU of the vehicle.
  • the fifth relay 32 is provided in a current path 35 to which the power storage element 18 is connected inside the power storage device 12 for auxiliary equipment.
  • the fifth relay 32 is opened and closed by a management unit 22 (not shown) included in the auxiliary power storage device 12.
  • the detection unit 19 according to the third embodiment can detect both the current value and the current direction.
  • the management unit 22 performs failure diagnosis similar to that in the first embodiment, so that the first relay 20 and the third to fifth relays are all normal, or the relays of these relays Determine whether at least one of them is out of order.
  • the first relay 20 is opened when the failure diagnosis is performed, the first relay 20 is normal. For this reason, about the 1st relay 20, opening is normal ((circle)) and closing is abnormal (x). On the contrary, since it is normal that the third to fifth relays are closed, the closing is normal (O) and the opening is abnormal (X).
  • the fourth and fifth relays are ⁇ , both the fourth relay 31 and the fifth relay 32 are closed (normal), and when ⁇ , the fourth relay 31 and the fifth relay 32 are not connected. It means that at least one of them is open (abnormal).
  • the detection unit 19 detects 0 amperes. A large current value is detected (that is, current is present), and the direction of the current detected by the detection unit 19 is the charging direction. On the other hand, when at least one of these relays is abnormal (x), no current flows through the detection unit 19 (that is, there is no current), or the direction of the detected current is the discharge direction.
  • the management unit 22 determines whether the first relay 20 and the third to fifth relays are normal from the presence / absence of the current flowing through the detection unit 19 and the direction of the current, or It is determined whether at least one of these relays has failed.
  • the failure diagnosis method not only the first relay 20 provided in the starting power storage device 11 but also the third to fifth relays provided outside the starting power storage device 11. Also, the power storage device 11 for starting can diagnose a failure.
  • the second power storage device (auxiliary power storage device 12) has been described as an example of another power source.
  • another power source is a detachable external charge that charges the first power storage device.
  • a vessel may be used.
  • an external charger is connected to a cigar socket of a vehicle and the power storage device 11 for starting is charged by the connected charger may be employed.
  • a failure of the first relay 20 of the starting power storage device 11 can be diagnosed in the same manner as when the second power storage device is connected.
  • the auxiliary power storage device 12 has been described as an example of the second power storage device.
  • the second power storage device is a power storage device for starting when the voltage of the power storage device 11 for starting decreases.
  • a backup power storage device that supplies electric power to the electric load (starter 10) may be used.
  • the voltage of the first power storage device (starting power storage device 11 in the first embodiment) and the voltage of another power source (auxiliary power storage device 12 in the first embodiment) are substantially the same.
  • the voltage of another power supply may be higher than the voltage of the first power storage device.
  • the auxiliary power storage device 12 has a voltage of 12V
  • the auxiliary power storage device 12 has a voltage of 24V, 48V or higher. The voltage may be higher than that of the device 11.
  • the voltage applied by power storage device 12 for auxiliary machinery may be stepped down to almost the same voltage as power storage device 11 for start-up by a step-down unit (for example, a DC-DC converter) provided in the engine start system.
  • a step-down unit for example, a DC-DC converter
  • the failure of the first relay 20 can be more reliably diagnosed even when the voltage of the auxiliary power storage device 12 is stepped down to almost the same voltage as that of the power storage device 11 for starting. .
  • a constant current source for example, a constant current diode
  • the engine start system 2 includes the third to fifth relays as the third circuit breaker has been described as an example.
  • the engine start system 2 includes these relays. Any one or only two of them may be provided.
  • the starter 10 is described as an example of the electric load.
  • the electric load is not limited to the starter 10 and may be any device as long as it consumes power.
  • the engine start system has been described as an example of the system.
  • the system may be any system as long as the first power storage device that supplies power to the electric load and another power source are connected in parallel. Good.
  • the bypass path 21 is provided in parallel with a section that includes the assembled battery 16 and the first relay 20 in the current path 15 of the power storage device 11 for starting and does not include the detection unit 19.
  • the bypass path 21 may be provided in parallel with a section including the assembled battery 16, the first relay 20, and the detection unit 19 (current sensor).
  • the first relay 20 when the first relay 20 is normal, the first relay 20 is opened at the time of failure diagnosis, so the current value measured by the current sensor is 0 A (ampere).
  • the first relay 20 when the first relay 20 is out of order, the first relay 20 does not open, so the current value measured by the current sensor is greater than 0A. Therefore, the failure of the first relay 20 can be determined based on whether or not the current value measured by the current sensor is 0A.
  • the detection unit 19 can detect both the current value and the current direction has been described as an example, but only the current direction may be detected. Then, whether the first relay 20 and the third to fifth relays are all normal or whether at least one of these relays has failed may be determined from only the direction of the current. Specifically, when the current direction is the charging direction, it is determined that all are normal, and when the current direction is the discharging direction (or the direction cannot be determined), it may be determined that there is a failure.
  • the electricity storage element 18 may be a capacitor with an electrochemical reaction.
  • SYMBOLS 1 Engine starting system (an example of a system), 2 ... Engine starting system (an example of a system), 10 ... Starter (an example of an electrical load), 11 ... Electric storage device for starting (an example of a 1st electric storage device), 12 ... Auxiliary power storage device (an example of a second power storage device and another power source), 13 ... a positive external terminal, 14 ... a negative external terminal, 15 ... a current path, 17 ... a battery management device (an example of a management device), DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Power storage element, 19 ... Detection part, 20 ... 1st relay (an example of 1st circuit breaker), 21 ...
  • Bypass path 22 ... Management part, 23 ... 2nd relay (an example of 2nd circuit breaker) ), 24... Resistor, 30... Third relay (an example of a third circuit breaker), 31... Fourth relay (an example of a fourth circuit breaker), 32. Example), 33 ... current path, 34 ... current path, 35 ... current path

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Abstract

スタータ１０に電力を供給する始動用の蓄電装置１１と、補機用の蓄電装置１２とが並列に接続されているエンジン始動システム１の故障診断方法であって、始動用の蓄電装置１１の放電時に、第１のリレー２０を開き、第２のリレー２３を閉じた状態で検出部１９によって電流の方向を検出する第１の検出工程（Ｓ１０２）と、第１の検出工程の検出結果に基づいて第１のリレー２０の故障を判断する判断工程（Ｓ１０３）と、を含む、故障診断方法。

Description

故障診断方法、及び、蓄電素子の管理装置
　電気負荷に電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法、及び、蓄電素子の管理装置に関する。
　特許文献１は、蓄電素子と直列に接続されている遮断器を備え、蓄電素子の過充電や過放電が予見される場合に遮断器を開いて蓄電素子を過充電や過放電から保護する蓄電装置を開示する。この蓄電装置では、遮断器が故障していると蓄電素子を過充電や過放電から保護できない場合がある。このため、遮断器の故障診断が行われている。
　特許文献２には、第１スイッチと第２スイッチとが並列に接続されている電池パックが記載されている。特許文献２では、先ず、第１スイッチにオープン指令信号を送信し、第２スイッチにクローズ指令信号を送信して開電圧ＶＡＤを取得する。次に、第１スイッチにクローズ指令信号を送信し、第２スイッチにオープン指令信号を送信して開電圧ＶＡＥを取得する。そして、それらの電圧差ΔＶから第１スイッチの故障を診断する。
　特許文献３には、互いに並列接続される複数個のスイッチと、複数個のスイッチの両端電圧に応じた両端電圧検出信号を出力する両端電圧検出部とを備える電池パックが記載されている。特許文献３では、複数個のスイッチを異なる時期に順次指定してオープン指令信号を与え、オープン指令信号を与えているときの両端電圧検出信号に基づき、スイッチ故障を判断する。
特開２０１７－１３５８３４号公報 国際公開第２０１６／１０３７２１号 特開２０１４－０３６５５６号公報
　特許文献２及び特許文献３に記載されている技術はいずれも電気負荷に接続されている蓄電装置が一つだけであることが前提である。これらの特許文献に記載されている技術では、電気負荷に電力を供給する蓄電装置にほぼ同じ電圧の別の電源（蓄電装置あるいは充電器）が並列に接続された場合、遮断器を開いても電圧が変動せず、遮断機の故障を判断できない可能性がある。
　本明細書では、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムにおいて、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の蓄電装置が備える遮断器の故障をより確実に診断できる技術を開示する。
　故障診断方法は、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、前記第１の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、を備え、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、を含む。
　第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の蓄電装置が備える遮断器の故障をより確実に診断できる。
実施形態１に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開の状態） エンジン始動システムの模式図（第１のリレーが開、第２のリレーが閉の状態） エンジン始動システムの模式図（第１のリレー及び第２のリレーが閉の状態） 第１のリレーの故障診断処理のフローチャート 実施形態２に係る第１のリレーの故障診断処理のフローチャート 実施形態３に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開、第３から第５のリレーが閉の状態） 各リレーの開閉の組み合わせと電流の有無及び方向との関係を示す図 他の実施形態に係るエンジン始動システムの模式図（第１のリレーが閉、第２のリレーが開の状態）
　（本実施形態の概要）
　本明細書によって開示される故障診断方法は、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、前記第１の蓄電装置は、前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、を備え、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、を含む。
　第１の蓄電装置は、電流経路の蓄電素子と第１の遮断器とを含む区間であって検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路を備えている。この構成では、第１の蓄電装置の放電時に第１の遮断器の故障を診断すると、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも、第１の遮断器が故障していない場合（第１の遮断器が開いた場合）と故障している場合（第１の遮断器が開かない場合）とで検出部の検出結果が異なる。言い換えると、第１の遮断器が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じ場合は電圧が変動しない場合に比べて第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。
　前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は正常と判断し、それ以外の場合は故障と判断してもよい。
　放電時に第１の遮断器の故障を診断すると、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで電流の方向が逆になる。言い換えると、第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて故障をより確実に判断できる。
　第１の遮断器が故障していると、検出部によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合もある。その場合は方向を判定できないが、上記の故障診断方法では充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断するので、方向を判定できない場合でも故障を判断できる。
　前記検出部は前記電流の電流値を検出するものであり、当該故障診断方法は、前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を閉じ、前記第２の遮断器を開いた状態で前記検出部によって電流値を検出する第２の検出工程を更に含み、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された電流値と前記第２の検出工程で検出された電流値とに基づいて前記第１の遮断器の故障を判断してもよい。
　前述したバイパス経路を備える第１の蓄電装置は、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも、第１の蓄電装置の放電時に検出される電流値と、第１の遮断器を開いて第２の遮断器を閉じるように制御した後に検出される電流値とを比較した場合の比較結果が、第１の遮断器が故障している場合と故障していない場合とで異なる。言い換えると、第１の遮断器が故障していない場合と故障している場合とで比較結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。
　前記システムは、前記第１の蓄電装置と前記電気負荷とを接続している電流経路、前記別の電源と前記電気負荷とを接続している電流経路、及び、前記別の電源の内部の電流経路のうち少なくとも一つに第３の遮断器が設けられており、前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器がいずれも正常と判断し、それ以外の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器の少なくとも一つが故障していると判断してもよい。
　上記の故障診断方法によると、第１の蓄電装置が備えている第１の遮断器だけでなく、第１の蓄電装置の外部に設けられている第３の遮断器についても第１の蓄電装置が故障を診断できる。
　前記別の電源は前記第２の蓄電装置でもよい。
　上記の故障診断方法によると、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置とが並列に接続されていても第１の遮断器の故障を診断できる。
　前記別の電源は前記第１の蓄電装置より電圧が高いものであり、前記システムは前記別の電源によって印加される電圧を降圧する降圧部を備えてもよい。
　例えば、第１の蓄電装置の電圧が１２Ｖであり、別の電源の電圧が４８Ｖであるといったように、別の電源の方が第１の蓄電装置より電圧が高い場合もある。そして、その場合に、別の電源によって印加される電圧が、システムが備える降圧部によって第１の蓄電装置とほぼ同じ電圧まで降圧される場合がある。上記の故障診断方法によると、別の電源の電圧が第１の蓄電装置とほぼ同じ電圧まで降圧されても第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。
　前記バイパス経路に抵抗又は定電流源が設けられていてもよい。
　上記の故障診断方法によると、第２の遮断器を閉じたときに蓄電素子が短絡することを防止できる。
　本明細書によって開示される蓄電素子の管理装置は、前記蓄電素子が接続されている電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、管理部と、を備え、前記管理部は、前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、を実行する。
　上記の管理装置によると、電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムにおいて、第１の蓄電装置の電圧と別の電源の電圧とがほぼ同じでも第１の遮断器の故障をより確実に診断できる。
　本明細書によって開示される技術は、装置、方法、これらの装置または方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。
　＜実施形態１＞
　実施形態１を図１ないし図４によって説明する。
　（１）エンジン始動システムの構成
　図１を参照して、実施形態１のエンジン始動システム１（システムの一例）について説明する。エンジン始動システム１は車両のエンジンを始動させるものである。エンジン始動システム１はエンジンのクランクシャフトを回転させるスタータ１０（電気負荷の一例）、スタータ１０に電力を供給する始動用の蓄電装置１１（第１の蓄電装置の一例）、及び、車両に搭載されている補機類（ヘッドライト、エアコン、オーディオなど）に電力を供給する補機用の蓄電装置１２（第２の蓄電装置及び別の電源の一例）を備えている。補機用の蓄電装置１２は始動用の蓄電装置１１と並列に接続されており、補機用の蓄電装置１２からスタータ１０に電力を供給できる。
　本実施形態では始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じであるとする。具体的には、スタータ１０は１２Ｖ負荷であり、始動用の蓄電装置１１及び補機用の蓄電装置１２はどちらも電圧が１２Ｖであるとする。始動用の蓄電装置１１の方が補機用の蓄電装置１２より電圧が大きくてもよいし、補機用の蓄電装置１２の方が始動用の蓄電装置１１より電圧が大きくてもよい。
　（２）始動用の蓄電装置の電気的構成
　図１に示すように、始動用の蓄電装置１１は、正極外部端子１３と負極外部端子１４とを接続している電流経路１５、電流経路１５に設けられている組電池１６、及び、電池管理装置１７（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ、管理装置の一例）を備えている。
　組電池１６は複数の蓄電素子１８が直列接続されたものである。各蓄電素子１８は繰り返し充電可能な二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン電池である。複数の蓄電素子１８は並列接続されてもよいし、直列と並列とを組み合わせて接続されてもよい。
　ＢＭＳ１７は、蓄電素子１８に流れる電流の方向を検出する検出部１９、電流経路１５を遮断する第１のリレー２０、バイパス経路２１、第２のリレー２３、抵抗２４及び管理部２２を備えている。
　検出部１９は電流経路１５に設けられており、蓄電素子１８に流れる電流の方向を検出して管理部２２に出力する。
　第１のリレー２０は電流経路１５において正極外部端子１３と組電池１６との間に設けられている。第１のリレー２０は蓄電素子１８の過充電や過放電が予見される場合に電流経路１５を遮断するためのものである。
　バイパス経路２１は第１のリレー２０の故障を診断するためのものである。バイパス経路２１は電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられている。
　第２のリレー２３及び抵抗２４はバイパス経路２１に設けられている。第２のリレー２３は常開式であり、第１のリレー２０の故障診断を行うときに管理部２２によって閉じられる。抵抗２４は第２のリレー２３を閉じたときに蓄電素子１８が短絡することを防止するためのものである。
　管理部２２は組電池１６から供給される電力によって動作するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより、後述する蓄電素子１８の保護や第１のリレー２０の故障診断などの各種の処理を実行する。
　管理部２２はＣＰＵに替えて、あるいはＣＰＵに加えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などを備えていてもよい。
　（３）蓄電素子の保護
　管理部２２は蓄電素子１８の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を推定し、推定したＳＯＣが所定の上限値以上の場合あるいは所定の下限値以下の場合は過充電や過放電が予見されるとして第１のリレー２０を開く。これにより電流経路１５が遮断され、蓄電素子１８が過充電や過放電から保護される。
　（４）第１のリレーの故障診断
　第１のリレー２０が故障して開かないと蓄電素子１８を過充電や過放電から保護できない。このため、管理部２２は第１のリレー２０の故障診断を行う。第１のリレー２０の故障診断は始動用の蓄電装置１１の放電時に行われる。より具体的には、第１のリレー２０の故障診断は始動用の蓄電装置１１から放電方向の電流（以下、放電電流という）が安定して流れているときに行われる。例えば車両のエンジンが停止中のときは始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れる。このため第１のリレー２０の故障診断は例えば車両のエンジンが停止中のときに行われる。
　図１を参照して、始動用の蓄電装置１１の放電電流について説明する。始動用の蓄電装置１１の放電電流は図１に示す経路Ｘを流れる。図１では放電電流が安定して流れているときの電流値をＩｂａｔ１としている。始動用の蓄電装置１１に放電電流が流れている場合は、検出部１９によって検出される電流の方向は放電方向となる。
　図２に示すように、第１のリレー２０の故障診断では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。第１のリレー２０が故障していない場合（すなわち第１のリレー２０が開いている場合）は、図２において経路Ｙで示すように、補機用の蓄電装置１２から始動用の蓄電装置１１に電流Ｉｂａｔ２が流れる。経路Ｙで示すように電流Ｉｂａｔ２は始動用の蓄電装置１１のバイパス経路２１を流れる。電流Ｉｂａｔ２はＩｂａｔ１と方向が逆であり、検出部１９によって検出される電流の方向は充電方向となる。
　これに対し、図３に示すように、第１のリレー２０が故障して開かない場合は、経路Ｘで示すように始動用の蓄電装置１１からスタータ１０に放電電流Ｉｂａｔ１が流れる。さらに、経路Ｚで示すように始動用の蓄電装置１１からバイパス経路２１に放電電流Ｉｂａｔ２が流れる。検出部１９には電流Ｉｂａｔ１が流れるので、第１のリレー２０が故障している場合は検出部１９によって検出される電流の方向は放電方向となる。始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じであるので、図３では補機用の蓄電装置１２によって供給される電流は現れてこない。
　第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とでは、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流の方向が逆になる。具体的には、第１のリレー２０が故障していない場合は充電方向となり、故障している場合は放電方向となる。このため、電流の方向を検出することにより、第１のリレー２０の故障を判断できる。
　第１のリレー２０が故障していると、検出部１９によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合がある。その場合は方向を判定できない。このため管理部２２は、充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断する。
　（５）第１のリレーの故障診断処理
　図４を参照して、管理部２２によって実行される第１のリレー２０の故障診断処理について説明する。本処理は例えば車両のエンジンが停止中のときに行われる。
　Ｓ１０１では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。
　Ｓ１０２では、管理部２２は検出部１９によって電流の方向を検出する（第１の検出工程の一例）。
　Ｓ１０３では、管理部２２はＳ１０２で検出した方向が充電方向であるかそれ以外であるかを判断し、充電方向の場合は第１のリレー２０が故障していないと判断して本処理を終了し、それ以外の場合は第１のリレー２０が故障していると判断してＳ１０４に進む（判断工程の一例）。
　Ｓ１０４では、管理部２２は所定のエラー処理を実行する。
　（５）実施形態の効果
　実施形態１の故障診断方法によると、始動用の蓄電装置１１は、電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路２１を備えている。この構成では、始動用の蓄電装置１１の放電時に第１のリレー２０の故障を診断すると、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、第１のリレー２０が故障していない場合（第１のリレー２０が開いた場合）と故障している場合（開かない場合）とで検出部１９の検出結果が異なる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じ場合は電圧が変動しない場合に比べて第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。
　実施形態１の故障診断方法によると、電流の方向で第１のリレー２０の故障を判断する。放電時に第１のリレー２０の故障を診断すると、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで電流の方向が逆になる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで検出結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて故障をより確実に判断できる。
　第１のリレー２０が故障していると、検出部１９によって検出される電流値が０Ａ（アンペア）となる場合や、方向を判定できないほど小さい電流値となる場合もある。その場合は方向を判定できないが、実施形態１の故障診断方法では充電方向以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断するので、方向を判定できない場合でも故障を判断できる。
　実施形態１の故障診断方法によると、バイパス経路２１に抵抗２４が設けられているので、第２のリレー２３を閉じたときに蓄電素子１８が短絡することを防止できる。
　実施形態１に係るＢＭＳ１７によると、始動用の蓄電装置１１と補機用の蓄電装置１２とが並列に接続されているエンジン始動システム１において、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。
　＜実施形態２＞
　実施形態２を図２、図３及び図５によって説明する。実施形態２に係るエンジン始動システムは検出部１９として電流センサを備えており、電流センサによって計測された電流値から第１のリレー２０の故障を診断する。実施形態２でも第１のリレー２０の故障診断は実施形態１と同様に始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときに行われる。
　図２に示すように、第１のリレー２０の故障診断では、管理部２２は始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているとき、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。
　図２に示すように、第１のリレー２０が故障していない場合は補機用の蓄電装置１２から経路Ｙに電流Ｉｂａｔ２が流れる。第１のリレー２０が故障していない場合は、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときの電流値（すなわち図１に示す電流Ｉｂａｔ１）と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値（Ｉｂａｔ２）とが一致しない。
　これに対し、図３に示すように、第１のリレー２０が故障して開かない場合は、始動用の蓄電装置１１から経路Ｘに電流Ｉｂａｔ１が流れる。検出部１９は経路Ｘ上にあるので、第１のリレー２０が故障している場合は検出部１９によって電流値Ｉｂａｔ１が検出される。このため、第１のリレー２０が故障している場合は、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときの電流値（Ｉｂａｔ１）と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値（Ｉｂａｔ１）とが一致する。
　このため、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値が、始動用の蓄電装置１１から放電電流が安定して流れているときに検出される電流値（Ｉｂａｔ１）と一致するか否かを判断することにより、第１のリレー２０の故障を診断できる。
　（１）第１のリレーの故障診断処理
　図５を参照して、実施形態２に係る第１のリレー２０の故障診断処理について説明する。
　Ｓ２０１では、管理部２２は検出部１９によって電流値を検出する（第２の検出工程の一例）。
　Ｓ２０２では、管理部２２は第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるよう制御する。
　Ｓ２０３では、管理部２２は検出部１９によって電流値を検出する（第１の検出工程の一例）。
　Ｓ２０４では、管理部２２はＳ２０１で検出した電流値とＳ２０３で検出した電流値とが一致しているか否かを判断し、一致していない場合は第１のリレー２０が故障していないと判断して本処理を終了し、一致している場合は第１のリレー２０が故障していると判断してＳ２０５に進む（判断工程の一例）。
　Ｓ２０５では、管理部２２は所定のエラー処理を実行する。
　（２）実施形態の効果
　バイパス経路２１を備える始動用の蓄電装置１１は、始動用の蓄電装置１１の電圧と補機用の蓄電装置１２の電圧とがほぼ同じでも、始動用の蓄電装置１１の放電時に検出される電流値と、第１のリレー２０を開いて第２のリレー２３を閉じるように制御した後に検出される電流値とを比較した場合の比較結果が、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで異なる。言い換えると、第１のリレー２０が故障していない場合と故障している場合とで比較結果が変動する。このため、従来のように電圧が変動しない場合に比べて第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。
　＜実施形態３＞
　実施形態３を図６ないし図７によって説明する。図６に示すように、実施形態３に係るエンジン始動システム２は、実施形態１の構成に加えて第３のリレー３０、第４のリレー３１及び第５のリレー３２を備えている。第３から第５のリレーはそれぞれ第３の遮断器の一例である。
　第３のリレー３０は始動用の蓄電装置１１とスタータ１０とを接続している電流経路３３に設けられている。第４のリレー３１は補機用の蓄電装置１２とスタータ１０とを接続している電流経路３４に設けられている。第３のリレー３０及び第４のリレー３１は車両のＥＣＵによって開閉される。
　第５のリレー３２は補機用の蓄電装置１２の内部において蓄電素子１８が接続されている電流経路３５に設けられている。第５のリレー３２は補機用の蓄電装置１２が備える図示しない管理部２２によって開閉される。
　実施形態３に係る検出部１９は電流値及び電流の方向の両方を検出可能である。
　実施形態３に係る管理部２２は、実施形態１と同様の故障診断を行うことにより、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを判断する。
　図７を参照して具体的に説明する。故障診断を行ったときに第１のリレー２０が開けば第１のリレー２０は正常である。このため、第１のリレー２０については開が正常（〇）、閉が異常（×）である。
　これとは逆に、第３から第５のリレーについては閉じていることが正常であるので、閉が正常（〇）、開が異常（×）である。図７において第４及び５のリレーが〇の場合は第４のリレー３１及び第５のリレー３２がともに閉（正常）であり、×の場合は第４のリレー３１及び第５のリレー３２のうち少なくとも一方が開（異常）であることを意味している。
　図７に示すように、実施形態１と同様の故障診断を行った場合、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常（〇）の場合は検出部１９によって０アンペアより大きい電流値が検出され（すなわち電流が有となり）、且つ、検出部１９によって検出される電流の方向は充電方向となる。これに対し、これらのリレーのうち少なくとも一つが異常（×）の場合は検出部１９に電流が流れない（すなわち電流が無）か、又は、検出される電流の方向が放電方向となる。
　このため、実施形態３に係る管理部２２は、検出部１９を流れる電流の有無及び電流の方向から、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを判断する。
　実施形態３に係る故障診断方法によると、始動用の蓄電装置１１が備えている第１のリレー２０だけでなく、始動用の蓄電装置１１の外部に設けられている第３から第５のリレーについても始動用の蓄電装置１１が故障を診断できる。
　＜他の実施形態＞
　本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態では別の電源として第２の蓄電装置（補機用の蓄電装置１２）を例に説明したが、別の電源は第１の蓄電装置を充電する着脱可能な外部の充電器でもよい。例えば、車両のシガーソケットに外部の充電器が接続され、接続された充電器によって始動用の蓄電装置１１が充電される構成でもよい。この場合も第２の蓄電装置が接続されている場合と同様にして始動用の蓄電装置１１の第１のリレー２０の故障を診断できる。
　（２）上記実施形態では第２の蓄電装置として補機用の蓄電装置１２を例に説明したが、第２の蓄電装置は始動用の蓄電装置１１の電圧が低下した場合に始動用の蓄電装置１１に代わって電気負荷（スタータ１０）に電力を供給するバックアップ用の蓄電装置でもよい。
　（３）上記実施形態では第１の蓄電装置（実施形態１では始動用の蓄電装置１１）の電圧と別の電源（実施形態１では補機用の蓄電装置１２）の電圧とがほぼ同じである場合を例に説明した。これに対し、別の電源の電圧の方が第１の蓄電装置の電圧より高くてもよい。例えば始動用の蓄電装置１１の電圧が１２Ｖであり、補機用の蓄電装置１２の電圧が２４Ｖや４８Ｖあるいはそれ以上であるといったように、補機用の蓄電装置１２の方が始動用の蓄電装置１１より電圧が高い場合もある。その場合に、補機用の蓄電装置１２によって印加される電圧が、エンジン始動システムが備える降圧部（例えばＤＣ－ＤＣコンバータ）によって始動用の蓄電装置１１とほぼ同じ電圧まで降圧される場合がある。上記実施形態で説明した故障診断方法によると、補機用の蓄電装置１２の電圧が始動用の蓄電装置１１とほぼ同じ電圧まで降圧されても第１のリレー２０の故障をより確実に診断できる。
　（４）上記実施形態ではバイパス経路２１に抵抗２４が設けられている場合を例に説明したが、抵抗２４に替えて定電流源（例えば定電流ダイオード）が設けられてもよい。
　（５）上記実施形態３ではエンジン始動システム２が第３の遮断器として第３から第５のリレーの３つを備えている場合を例に説明したが、エンジン始動システム２はこれらのリレーのうちいずれか１つあるいはいずれか２つだけを備えていてもよい。
　（６）上記実施形態では電気負荷としてスタータ１０を例に説明したが、電気負荷はスタータ１０に限られるものではなく、電力を消費する機器であれば任意の機器でもよい。上記実施形態ではシステムとしてエンジン始動システムを例に説明したが、システムは電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と別の電源とが並列に接続されているものであれば任意のシステムでもよい。
　（７）上記実施形態２ではバイパス経路２１が始動用の蓄電装置１１の電流経路１５の組電池１６と第１のリレー２０とを含む区間であって検出部１９を含まない区間と並列に設けられている場合を例に説明した。これに対し、図８に示すエンジン始動システム３のように、バイパス経路２１は組電池１６、第１のリレー２０及び検出部１９（電流センサ）を含む区間と並列に設けられてもよい。その場合は、第１のリレー２０が正常な場合は故障診断のときに第１のリレー２０が開くので、電流センサによって計測される電流値は０Ａ（アンペア）になる。これに対し、第１のリレー２０が故障している場合は第１のリレー２０が開かないので、電流センサによって計測される電流値は０Ａより大きくなる。このため、電流センサによって計測された電流値が０Ａであるか否かによって第１のリレー２０の故障を判断できる。
　（８）上記実施形態３では検出部１９が電流値及び電流の方向の両方を検出可能である場合を例に説明したが、電流の方向だけを検出してもよい。そして、第１のリレー２０及び第３から第５のリレーがいずれも正常であるか、又は、これらのリレーのうち少なくとも一つが故障しているかを、電流の方向だけから判断してもよい。具体的には、電流の方向が充電方向の場合はいずれも正常であると判断し、それ以外の場合（放電方向であるか又は方向を判定できない場合）は故障と判断してもよい。
　（９）上記実施形態では蓄電素子１８としてリチウムイオン電池を例に説明したが、蓄電素子１８は電気化学反応を伴うキャパシタでもよい。
１…エンジン始動システム（システムの一例）、２…エンジン始動システム（システムの一例）、１０…スタータ（電気負荷の一例）、１１…始動用の蓄電装置（第１の蓄電装置の一例）、１２…補機用の蓄電装置（第２の蓄電装置及び別の電源の一例）、１３…正極外部端子、１４…負極外部端子、１５…電流経路、１７…電池管理装置（管理装置の一例）、１８…蓄電素子、１９…検出部、２０…第１のリレー（第１の遮断器の一例）、２１…バイパス経路、２２…管理部、２３…第２のリレー（第２の遮断器の一例）、２４…抵抗、３０…第３のリレー（第３の遮断器の一例）、３１…第４のリレー（第４の遮断器の一例）、３２…第５のリレー（第５の遮断器の一例）、３３…電流経路、３４…電流経路、３５…電流経路

Claims (8)

  1. 　電気負荷に電力を供給する第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置及び充電器のいずれか一方である別の電源とが並列に接続されているシステムの故障診断方法であって、
    　前記第１の蓄電装置は、
    　前記第１の蓄電装置の正極外部端子と負極外部端子とを接続している電流経路に設けられている蓄電素子と、
    　前記電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
    　前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
    　前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
    　前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
    を備え、
    　当該故障診断方法は、
    　前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出工程と、
    　前記第１の検出工程の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断工程と、
    を含む、故障診断方法。
  2. 　請求項１に記載の故障診断方法であって、
    　前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
    　前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は正常と判断し、それ以外の場合は故障と判断する、故障診断方法。
  3. 　請求項１に記載の故障診断方法であって、
    　前記検出部は前記電流の電流値を検出するものであり、
    　当該故障診断方法は、
    　前記第１の蓄電装置の放電時に、前記第１の遮断器を閉じ、前記第２の遮断器を開いた状態で前記検出部によって電流値を検出する第２の検出工程を更に含み、
    　前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された電流値と前記第２の検出工程で検出された電流値とに基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する、故障診断方法。
  4. 　請求項１に記載の故障診断方法であって、
    　前記システムは、前記第１の蓄電装置と前記電気負荷とを接続している電流経路、前記別の電源と前記電気負荷とを接続している電流経路、及び、前記別の電源の内部の電流経路のうち少なくとも一つに第３の遮断器が設けられており、
    　前記検出部は前記電流の方向を検出するものであり、
    　前記判断工程において、前記第１の検出工程で検出された方向が前記第１の蓄電装置を充電する充電方向の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器がいずれも正常と判断し、それ以外の場合は前記第１の遮断器及び前記第３の遮断器の少なくとも一つが故障していると判断する、故障診断方法。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
    　前記別の電源は前記第２の蓄電装置である、故障診断方法。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
    　前記別の電源は前記第１の蓄電装置より電圧が高いものであり、前記システムは前記別の電源によって印加される電圧を降圧する降圧部を備える、故障診断方法。
  7. 　請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の故障診断方法であって、
    　前記バイパス経路に抵抗又は定電流源が設けられている、故障診断方法。
  8. 　蓄電素子の管理装置であって、
    　前記蓄電素子が接続されている電流経路に設けられており、前記蓄電素子に流れる電流の電流値及び当該電流の方向の少なくとも一方を検出する検出部と、
    　前記電流経路において前記蓄電素子を基準に前記検出部とは逆側、又は、前記蓄電素子と前記検出部との間に設けられている第１の遮断器と、
    　前記電流経路の前記蓄電素子と前記第１の遮断器とを含む区間であって前記検出部を含まない区間と並列に設けられているバイパス経路と、
    　前記バイパス経路に設けられている第２の遮断器と、
    　管理部と、
    を備え、
    　前記管理部は、
    　前記蓄電素子の放電時に、前記第１の遮断器を開き、前記第２の遮断器を閉じた状態で前記検出部によって電流値及び方向の少なくとも一方を検出する第１の検出処理と、
    　前記第１の検出処理の検出結果に基づいて前記第１の遮断器の故障を判断する判断処理と、
    を実行する、蓄電素子の管理装置。
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