CN111527644A - 可充电电池异常检测装置及可充电电池异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明能够在任意时刻检测可充电电池的异常。在检测可充电电池的异常的可充电电池异常检测装置(1)中，具有：计算单元(CPU10a)，其计算可充电电池的内部电阻的值；判定单元(电流传感器12、CPU10a)，其判定是正在充电还是正在放电，判断单元(CPU10a)，在由判定单元判定为可充电电池正在充电或正在放电的情况下，在由计算单元计算出的内部电阻的值在正在放电时减少或者在正在充电时增加时，判断单元判断为可充电电池发生了异常；以及提示单元(通信部10d)，其提示判断单元的判断结果。

Description

可充电电池异常检测装置及可充电电池异常检测方法

技术领域

本发明涉及可充电电池异常检测装置及可充电电池异常检测方法。

背景技术

作为检测可充电电池的异常的技术，例如有专利文献1及专利文献2所公开的技术。

在专利文献1中，公开了一种与能够实现如下的充电相关的技术，该技术预测性地检测串联连接的锂二次电池模块内的单电池的极性反转，通过警报灯进行确定，并且能够利用剩余的电池继续作为模块使用。

在专利文献2中公开了如下技术：利用2个阶段的恒定电流即第1放电电流Ia和第2放电电流Ib(Ib＜Ia)使完成后的电池放电，根据放电电流之差求出此时的电压变化即第1放电电压和第2放电电压之差作为内部电阻成分，由此检测电池的内部短路。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-89743号公报

专利文献2：日本特开2002-313435号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，在专利文献1所公开的技术中，需要测量构成电池模块的单电池(电池)的电压。通常，由于电池模块被密封，因此难以测定单电池的电压，存在无法检测出极性反转的问题。

另外，在专利文献2所公开的技术中，在搭载于车辆时，由于难以限制负载电流，因此检测内部短路的时机受到限制。因此，存在产生从短路发生到进行检测之间的延迟的问题。

本发明是鉴于以上状况而完成的，其目的在于提供一种能够在任意的时机检测可充电电池的异常的可充电电池异常检测装置及可充电电池异常检测方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明提供一种可充电电池异常检测装置，其检测可充电电池的异常，其特征在于，具有：计算单元，其计算所述可充电电池的内部电阻的值；判定单元，其判定所述可充电电池是正在充电还是正在放电；判断单元，在由所述判定单元判定出所述可充电电池是正在充电还是正在放电的情况下，在由所述计算单元计算出的所述内部电阻的值在正在放电时减少或在正在充电时增加的情况下，该判断单元判断为所述可充电电池发生了异常；以及提示单元，其提示所述判断单元的判断结果。

根据这样的结构，能够在任意时刻检测可充电电池的异常。

另外，本发明的特征在于，所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在充电的情况下，在所述内部电阻的值增加时判断为所述可充电电池短路。

根据这样的结构，能够在任意的时刻简单地检测出短路。

另外，本发明的特征在于，所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在放电的情况下，在所述内部电阻的值与正常时相比增加时，判断为所述可充电电池异常。

根据这样的结构，能够通过与通常的值进行比较而在任意时刻简单地进行检测。

另外，本发明的特征在于，所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在放电的情况下，在所述内部电阻的值与正常时相比增加且在增加后转为减少时判断为极性反转，在除此以外的情况下判断为短路。

根据这样的结构，能够在任意的时刻简单地检测出极性反转和短路。

另外，本发明的特征在于，所述判断单元求出当时的所述内部电阻的值与正常时即过去的规定时刻的所述内部电阻之间的比或差，在该比或差超过规定的阈值的情况下判断为异常。

根据这样的结构，能够利用内部电阻值的比较简单地检测出异常。

另外，本发明的特征在于，所述判断单元在所述内部电阻R的每规定时间的增加量ΔR除以充电率SOC的每规定时间的变化量ΔSOC而得到的值ΔR/ΔSOC小于正常时即过去的规定的时刻的该值的情况下，判断为异常，其中，ΔSOC＜0，ΔR/ΔSOC的值在正常时即过去的规定的时刻小于零。

根据这样的结构，能够基于内部电阻与充电率的关系简单地检测出异常。

另外，本发明的特征在于，所述计算单元通过用电压在规定时间内的变动值除以电流在同样规定时间内的变动值来求出所述内部电阻的值。

根据这样的结构，能够简单地计算出内部电阻。

另外，本发明的特征在于，具有检测所述可充电电池的电压的电压检测单元，在通过所述电压检测单元检测出下降了与构成所述可充电电池的一个电池对应的电压的情况下，所述判断单元判断为所述可充电电池发生了异常。

根据这样的结构，还能够参照电压而更准确地判断有无异常。

另外，本发明的特征在于，在判断出所述可充电电池发生异常的时刻以后的某个时刻的所述内部电阻的值除以判断出异常的时刻以后的所述内部电阻的最大值而得到的值小于规定的阈值的情况下，所述判断单元判断为异常已消除。

根据这样的结构，不仅能够判断异常的发生，还能够判断异常的消除。

另外，本发明的特征在于，在已判断出所述可充电电池发生异常时，在所述内部电阻的值在增加后减少的情况下，所述判断单元判断为所述极性反转已消除。

根据这样的结构，不仅能够判断极性反转的产生，还能够判断极性反转的消除。

另外，本发明的特征在于，在判断出所述可充电电池发生了异常之后，在所述可充电电池的电压增加了规定的阈值以上的情况下，所述判断单元判断为异常已消除。

根据这样的结构，不仅能够判断异常的发生，还能够判断异常的消除。

另外，本发明是一种可充电电池异常检测方法，其检测可充电电池的异常，其特征在于，具有：计算步骤，计算所述可充电电池的内部电阻的值；判定步骤，判定所述可充电电池是正在充电还是正在放电；判断步骤，在所述判定步骤中判定出所述可充电电池是正在充电还是正在放电的情况下，在所述计算步骤中计算出的所述内部电阻的值在正在放电时减少或在正在充电时增加的情况下，判断为所述可充电电池发生了异常；以及提示步骤，提示所述判断步骤中的判断结果。

根据这样的方法，能够在任意时刻检测可充电电池的异常。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够在任意时刻实施可充电电池的异常的检测的可充电电池异常检测装置以及可充电电池异常检测方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的可充电电池异常检测装置的结构例的图。

图2是表示图1的控制部的详细结构例的框图。

图3是用于说明极性反转的图。

图4是表示产生了极性反转的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。

图5是表示在正在充电时发生短路的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。

图6是表示在正在放电时发生短路的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。

图7是表示异常的种类、充电状态以及内部电阻的动作的彼此间关系的图。

图8是表示内部电阻的测定方法的图。

图9是表示在图1所示的实施方式中执行的处理的一例的流程图。

图10是表示图9所示的内部电阻R的计算处理的一例的流程图。

图11是表示图9所示的充电中异常监视处理的一例的流程图。

图12是表示图9所示的放电中异常监视处理的一例的流程图。

具体实施方式

接下来，对本发明的实施方式进行说明。

(A)本发明的实施方式的结构的说明

图1是示出具有本发明的实施方式的可充电电池异常检测装置的车辆的电源系统的图。在该图中，可充电电池异常检测装置1以控制部10、电压传感器11、电流传感器12及温度传感器13为主要构成要素来检测可充电电池14的内部的异常的发生。另外，也可以是不包含温度传感器13的结构。

在此，控制部10参照来自电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13的输出，检测可充电电池14的状态，并且通过控制交流发电机15的发电电压来控制可充电电池14的充电状态。另外，电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13可以内置在控制部10中，也可以设置在控制部10的外部。电压传感器11检测可充电电池14的端子电压并通知给控制部10。电流传感器12检测流过可充电电池14的电流并通知给控制部10。温度传感器13检测可充电电池14的电解液或周围的环境温度，并通知给控制部10。另外，也可以不采用由控制部10通过控制交流发电机15的发电电压来控制可充电电池14的充电状态的方式，而是例如通过未图示的ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)来控制充电状态。

可充电电池14由具有电解液的可充电电池例如铅蓄电池、镍镉电池或镍氢电池等构成，由交流发电机15充电，对起动电动机17进行驱动而使发动机起动，并且向负载18供给电力。另外，可充电电池14是将多个电池串联连接而构成的。交流发电机15由发动机16驱动，产生交流电力，通过整流电路将该交流电力转换为直流电力，从而对可充电电池14进行充电。交流发电机15由控制部10控制，能够调整发电电压。

发动机16例如由汽油发动机及柴油发动机等往复式发动机或旋转发动机等构成，由起动电动机17起动，经由变速器对驱动轮进行驱动，从而对车辆施加推进力，并且对交流发电机15进行驱动而产生电力。起动电动机17例如由直流电动机构成，通过从可充电电池14供给的电力产生旋转力，使发动机16起动。负载18例如由电动转向电动机、除雾器、座椅加热器、点火线圈、汽车音响、以及汽车导航仪等构成，通过来自可充电电池14的电力进行动作。

图2是表示图1所示的控制部10的详细结构例的图。如该图所示，控制部10具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)10a、ROM(Read Only Memory：只读存储器)10b、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)10c、通信部10d、I/F(Interface：接口)10e以及总线10f。在此，CPU10a基于存储在ROM10b中的程序10ba来控制各部。ROM10b由半导体存储器等构成，存储有程序10ba等，该程序10ba包含能够由CPU10a执行的指令组。RAM10c由半导体存储器等构成，存储执行程序10ba时生成的数据、后述的表等数据10ca。通信部10d与作为上级装置的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)等进行通信，将检测出的信息或控制信息通知给上级装置。I/F10e将从电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13供给的信号转换为数字信号并导入，并且向交流发电机15以及起动电动机17等供给驱动电流从而对它们进行控制。总线10f是用于将CPU10a、ROM10b、RAM10c、通信部10d以及I/F10e相互连接，并能够在它们之间进行信息的收发的信号线组。另外，也可以代替CPU10a而使用DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(Application SpecifiedIntegrated Circuit：专用集成电路)。

(B)本发明实施例的动作的说明

接下来，对本发明的实施方式的动作进行说明。在以下内容中，在对本发明的实施方式的动作原理进行说明之后，对实施方式的详细动作进行说明。

首先，说明本发明的实施例的动作原理。在本发明的实施方式中，根据可充电电池14的内部电阻的变化来检测可充电电池14的异常即“极性反转”和“短路”。图3是示意地说明前者即极性反转的产生原理的图。图3示意性地表示由6个电池C1～C6构成的铅蓄电池。图3的(A)表示即将产生极性反转之前的状态，图3的(B)表示刚刚产生极性反转之后的状态。另外，电池C1～C6内所示的阴影线表示电池C1～C6的各自的充电率。另外，铅蓄电池的上部的突起表示正(+)和负(-)连接端子。并且，电池C1～C6内所示的正和负分别表示电池C1～C6的极性。

在图3的(A)中，仅电池C4成为充电率较低的状态，除此以外的电池成为充电率较高的状态。当在这种状态下继续向负载供电时，电池C4的充电率成为大致0％。然后，如果继续放电，则因从相邻的电池单元流过来的电流，电池C4成为被向反方向充电的状态。其结果，如图3的(B)所示，电池C4极性为反方向并且如反方向阴影线所示，充电率成为负的状态。

即，所谓“极性反转”，是指构成可充电电池14的多个电池中的至少一个电池输出的电压正负反转的现象。更详细地说，如图3所示，具有多个电池的电池组的充电率有时根据电池而不同，在这样的情况下，尽管整体上有剩余容量，但存在有达到终止电压(若进一步放电则有可能对电池产生不良影响的电压)的电池。如果继续使用这样的电池，则该电池会被从其他电池流过来的电流向反方向充电，因此产生正负反转的极性反转。产生了这样的极性反转的电池在充放电时会放热，该热会使周围的电池劣化，因此整体会加剧劣化。

图4是表示在可充电电池14中产生了极性反转的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。更详细地说，图4是表示在由6个电池构成的铅蓄电池中，在向负载供给电流时产生了极性反转的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。在图4中，横轴表示从开始计测起的经过时间(s(秒))，纵轴表示可充电电池的电压(V)和内部电阻(mΩ)。在产生了极性反转情况下，在预定的电池中，由于充电率接近大致0，所以电压降低。另外，随着电压的降低，电极板的惰性物质(硫酸铅)增加，因此内部电阻增加。

而且，当在图4所示的经过时间T(s)处产生极性反转时，由于向反方向充电，因此惰性物质从增加转为减少，内部电阻减少。另一方面，由于一个电池的电压(约2V)被抵消，因此电压成为约10V左右。

即，在可充电电池中，在产生了极性反转的情况下，内部电阻从增加转为减少，电压相应地减少对应的电池的量(在图4中为1个电池的量)。

在本实施方式中，如上所述，基于电压和内部电阻的特征性变化来检测可充电电池14的极性反转的产生。

另一方面，图5示出在正在充电的可充电电池14中发生短路时的电压和内部电阻的变化。更详细地说，图5是示出在对由6个电池构成的铅蓄电池进行充电时发生了短路的情况下的电压和内部电阻的随时间变化的图。在图5中，横轴表示从计测开始起的经过时间(s(秒))，纵轴表示可充电电池的电压(V)和内部电阻(mΩ)。例如，在预定的电池中，作为惰性物质的硫酸铅从极板剥落，成为使正负极板连接的状态。当在这种情况下进行充电时，电阻较高的惰性物质因充电而变化为电阻较低的铅。其结果是，使正负极板短路。

在图5的例子中，通过恒压来充电，由于正在充电，因此电压恒定为约14V。另一方面，内部电阻随着短路的加剧而增加。与图4相比，在短路情况下，内部电阻不会从增加转为减少。另外，在图5的例子中是恒压充电，预想在恒流充电的情况下电压会减少。

图6表示在正在放电的可充电电池14中发生短路时的电压和内部电阻的变化。更详细地说，图6是表示在使与图5同样的由6个电池构成的铅蓄电池放电时发生短路的情况下的电压和内部电阻随时间变化的图。在图6中，横轴表示从计测开始起的经过时间(s(秒))，纵轴表示可充电电池的电压(V)和内部电阻(mΩ)。例如，在预定的电池内例如由于冲击等导致构成极板的铅或二氧化铅从极板剥落，使正负极板连接，此时，正负极板短路。

在图6的例子中，由于处于放电中，因此电压处于降低的倾向，随着短路的进行，1个电池的电压消失，因此降低约2V。另外，内部电阻随着短路进行而增加。另外，与图5情况相同，在短路的情况下，如图4的情况那样，内部电阻不会从增加转为减少。

图7是表示可充电电池14的异常的种类、充放电状态、内部电阻的动作彼此之间的关系的图。如图7所示，极性反转是在放电过程中产生，表现出内部电阻在增加后减少的动作。另外，短路是在充电过程中和放电过程中都发生，内部电阻增加，没有表现出减少的动作。但是，虽然在可充电电池14正常的情况下，在放电中内部电阻也会增加，但在发生短路或极性反转的情况下，内部电阻的增加比正常时更大。

在本实施方式中，基于可充电电池14的上述的动作来检测可充电电池14的异常。

更详细地说，可充电电池异常检测装置1在正常时测定可充电电池14的充电率和内部电阻，将它们作为基准充电率SOC0和基准内部电阻R0。另外，所谓正常时，例如是指将可充电电池14搭载在车辆上的时刻、或者从搭载起经过了一定期间(例如几小时或几天)的时刻。当然，只要是没有发生短路或极性反转等异常的时刻即可，可以是除此以外的时刻。

接着，可充电电池异常检测装置1计算该时刻的内部电阻。图8的(A)是表示可充电电池14电压和电流的变化的图。另外，在图8的(A)中，横轴表示从测定开始起的经过时间(s)，纵轴表示电压(V)和电流(A)。图8的(B)是表示将图8的(A)的一部分放大后的图。在本实施方式中，例如，每1ms都测定变化电压ΔV和变化电流ΔI，例如在10秒钟内进行累积相加而求出ΔVa和ΔIa，根据这些值，利用ΔVa/ΔIa计算出内部电阻R(＝ΔVa/ΔIa)的值。

接着，可充电电池异常检测装置1计算该时刻的充电率SOC。更详细地说，可充电电池异常检测装置1在发动机16停止并经过了规定的时间(例如数小时)、可充电电池14的极化及分层等被消除而稳定的状态下，测定可充电电池14的电压，将其作为开路电压OCV。由于开路电压OCV与充电率SOC之间存在一定的关系，因此例如通过参照表示开路电压OCV与充电率SOC的关系的表中所存储的信息，能够求出稳定时的充电率SOC。在发动机16起动后，将针对可充电电池14输入输出的电流累积相加，将得到的值与以此方式求出的稳定时的SOC相加，能够求出该时刻的充电率SOC。

接着，可充电电池异常检测装置1通过比较该时刻的充电率SOC和基准充电率SOC0，能够判定可充电电池14是正在充电还是正在放电。

在判定为可充电电池14正在被充电的情况下，可充电电池异常检测装置1判定内部电阻R是否正在增加。更详细地说，可充电电池异常检测装置1计算该时刻的内部电阻R的值与基准内部电阻R0之比(R/R0)，在这些比大于规定的阈值Th1(Th1＞1)的情况下(R/R0＞Th1的情况)，判定为内部电阻正在增加。然而，内部电阻在正在充电时一般是减少。因此，在充电中内部电阻增加情况下，能够判定为异常。另外，在该情况下，如图7所示，能够判定为处于短路。

另一方面，在判定为可充电电池14正在被放电的情况下，可充电电池异常检测装置1判定内部电阻R是否正在增加。更详细地说，可充电电池异常检测装置1计算该时刻的内部电阻R的值与基准内部电阻R0之比(R/R0)，在这些比大于规定的阈值Th2(Th2＞1)的情况下(R/R0＞Th2的情况)，判定为内部电阻正在增加。但是，由于内部电阻在正在放电时一般是增加，因此在正在放电时内部电阻增加的情况下，不能立即判定为异常。因此，作为阈值Th2，要设定成比内部电阻的通常时的增加还要大的规定值，在R/R0＞Th2的情况下判定为有发生异常的可能性。然后，在规定的时间内计算出内部电阻R的值，在内部电阻在增加后转为减少的情况下，能够判定为是图7所示的极性反转。另外，在内部电阻增加而不转为减少的情况下，能够判定为短路。

另外，在检测到发生了异常的情况下，可充电电池异常检测装置1能够向上级装置(例如ECU)通知发生了异常，并且作为异常的内容而通知极性反转或短路。

如以上说明的那样，根据本发明的实施方式，通过检测出可充电电池14的内部电阻的动作与通常动作(例如在正在充电时缓慢减少、在正在放电时缓慢增加的动作)的不同，能够检测出可充电电池14的极性反转和短路。

另外，在本实施方式中，是计算具有多个电池的可充电电池14的整体的内部电阻，并基于该内部电阻来判定异常的。因此，例如，不需要像专利文献1那样测定各个电池，因此能够简单地检测出可充电电池14的各种异常。另外，在本实施方式中，能够在可充电电池14正在被充放电时检测出异常，因此，例如不会像专利文献2那样限定于在特定的时刻进行异常检测，能够在任意的时刻检测异常。

接着，参照图9至图12，对在图1所示的实施方式中执行的处理的详细情况进行说明。

图9是说明在图1所示的控制部10中执行的处理的详细情况的流程图。当开始图9所示的流程图的处理时，执行以下步骤。

在步骤S10中，控制部10的CPU10a计算基准充电率SOC0。更详细地说，CPU10a在可充电电池14的极化和分层等被消除而稳定的状态下，通过电压传感器11测定可充电电池14的电压，并将其作为开路电压OCV。然后，通过使用存储有表示开路电压OCV与充电率SOC的关系的信息的表(例如，存储在RAM10c的数据10ca中的表)中所存储的信息(或者表示开路电压OCV与充电率SOC的关系的数学式)，能够求出稳定时的充电率SOC。CPU10a通过电流传感器12测定针对可充电电池14输入输出的电流并累积相加，并将以此方式求出的值与SOC相加，能够求出该时刻的充电率SOC。通过以上的方法，能够在规定的时刻(例如使发动机16起动的时刻)求出充电率SOC，并将其作为基准充电率SOC0。另外，开路电压OCV会根据可充电电池14的电解液的温度而变动，因此可以通过温度传感器13测定可充电电池14的周围温度，根据测定出的周围温度来估计电解液温度，并根据估计出的温度修正开路电压OCV。

在步骤S11中，CPU10a计算基准内部电阻R0。更详细地说，CPU10a在规定的定时(例如，起动发动机16的定时)，如参照图8所说明的那样，例如每1ms都测定变化电压ΔV和变化电流ΔI，例如在10秒钟内进行累积相加求出ΔVa和ΔIa，根据这些值，通过ΔVa/ΔIa计算出内部电阻R(＝ΔVa/ΔIa)。另外，1ms和10秒是一例，也可以设定为除此以外的时间。

在步骤S12中，CPU10a将在步骤S10中计算出的基准充电率SOC0和在步骤S11中计算出的基准内部电阻R0例如存储在RAM10c中。

在步骤S13中，CPU10a执行计算该时刻的内部电阻R的处理。另外，关于步骤S13的处理的详细情况将参照图10在后面叙述。

在步骤S14中，CPU10a计算该时刻的充电率SOC。更详细地说，根据稳定时的OCV求出稳定时的充电率SOC，通过电流传感器12测定针对可充电电池14输入输出的电流并累积相加，并将得到的值与上述稳定时的SOC相加，由此能够求出该时刻的充电率SOC。

在步骤S15中，CPU10a将在步骤S14中求出的该时刻的充电率SOC与在步骤S10中求出的基准充电率SOC0进行比较，判定是否满足SOC＜SOC0，在满足SOC＜SOC0的情况下(步骤S15：是)进入步骤S17，在除此以外的情况下(步骤S15：否)进入步骤S16。更详细地说，在满足SOC＜SOC0情况下，能够判定为正在放电，因此在该情况下进入步骤S17的放电中异常监视处理，在满足SOC≥SOC0的情况下，能够判定为正在充电(或者SOC未变化的状态)，因此在该情况下进入步骤S17的充电中异常监视处理。另外，关于步骤S16的充电中异常监视处理和步骤S17的放电中异常监视处理的详细情况，参照图11及图12在后面叙述。

在步骤S18中，CPU10a判定是否继续处理，在判定为继续处理的情况下(步骤S18：是)，返回到步骤S13，重复与上述情况相同的处理，在除此以外的情况下(步骤S18：否)，结束处理。

接着，参照图10，对图9的步骤S13所示的“内部电阻R计算处理”的详细情况进行说明。当开始图10所示的流程图的处理时，执行以下步骤。

在步骤S30中，CPU10a参照电压传感器11的输出，测定规定时间内(例如10ms内)的变化电压ΔV。

在步骤S31中，CPU10a将在步骤S30中测定出的变化电压ΔV累积相加而作为ΔVa。即，对ΔVa←ΔVa+ΔV进行求解。

在步骤S32中，CPU10a参照电流传感器12的输出，测定规定时间内(例如10ms内)的变化电流ΔI。

在步骤S33中，CPU10a对在步骤S32中测定出的变化电流ΔI进行累积相加而作为ΔIa。即，对ΔIa←ΔIa+ΔI进行求解。

在步骤S34中，CPU10a判定是否经过了规定时间，在判定为经过了规定时间(例如10秒)的情况下(步骤S34：是)进入步骤S35，在除此以外的情况下(步骤S34：否)返回步骤S30，重复与上述情况相同的处理。

在步骤S35中，CPU10a通过R＝ΔVa/ΔIa求出内部电阻R的值。然后，恢复(返回)到原来处理。

根据以上的处理，能够求出该时刻的内部电阻R。

接着，参照图11，对图9的步骤S16所示的“充电中异常监视处理”的详细情况进行说明。当开始图14所示的流程图的处理时，执行以下步骤。

在步骤S50中，CPU10a基于在步骤S13中计算出的内部电阻R和在步骤S11中计算出的基准内部电阻R0，判定是否满足R/R0＞Th1，在判定为满足R/R0＞Th1的情况下(步骤S50：是)，进入步骤S51，在除此以外的情况下(步骤S50：否)，返回(恢复)到原来的处理。

在步骤S51中，在正在对可充电电池14进行充电时，由于内部电阻R增加，因此基于图7，CPU10a判定为可充电电池14的极板有可能短路。

在步骤S52中，CPU10a经由通信部10d向未图示的上级装置(例如ECU)通知存在短路的可能性。

根据以上的处理，在正在对可充电电池14进行充电时，当内部电阻增加时，能够判定为存在短路的可能性，并通知给上级装置。

接着，参照图12，对图9的步骤S17所示的“放电中异常监视处理”的详细情况进行说明。当开始图14所示的流程图的处理时，执行以下步骤。

在步骤S70中，CPU10a基于在步骤S13中计算出的内部电阻R和在步骤S11中计算出的基准内部电阻R0，判定是否满足R/R0＞Th2，在判定为满足R/R0＞Th2的情况下(步骤S70：是)，进入步骤S71，在除此以外的情况下(步骤S70：否)，恢复(返回)到原来的处理。另外，能够设定成如果将步骤S70中的阈值Th2与步骤S50中的阈值Th1进行比较，则Th2＞Th1。即，由于在可充电电池14正在进行充电时，内部电阻一般会减少，因此在即使内部电阻稍微增加的情况下也能够判断为异常。另一方面，由于在正在放电的情况下内部电阻会增加，因此阈值Th2需要设定为与这样的增加相比更大的值。另外，也可以使阈值Th2根据放电电流的大小而变化。即，在放电电流较大的情况下，可以采用较大的值作为阈值Th2，在放电电流较小的情况下，可以采用较小的值作为阈值Th2。

在步骤S71中，CPU10a执行计算该时刻的内部电阻R的处理。另外，该处理与参照图10所述的处理相同。

在步骤S72中，CPU10a例如按照时间序列将在步骤S71中计算出的内部电阻R存储在RAM10c中。

在步骤S73中，CPU10a判定是否经过了规定的时间(例如，1小时)，在判定为经过了规定的时间的情况下(步骤S73：是)，进入步骤S74，在除此以外的情况下(步骤S73：否)，返回步骤S71，重复与上述情况相同的处理。另外，也可以随着时间的经过观察内部电阻的变化，在内部电阻在增加后减少的情况下，即使还没有经过规定的时间，也可以进入步骤S74。

在步骤S74中，CPU10a参照在步骤S72中按照时间序列存储在RAM10c中的多个内部电阻R的值，判定内部电阻R是否在增大后减小，在判定为在增大后减小的情况下(步骤S74：是)，进入步骤S75，在除此以外的情况下(步骤S74：否)，进入步骤76。

在步骤S75中，CPU10a根据内部电阻R的值在增大后减小这一情况，基于图7判断为有极性反转的可能性。

在步骤S76中，CPU10a根据内部电阻R的值没有在增大后减少这一情况，基于图7判断为有短路的可能性。

在步骤S77中，CPU10a经由通信部10d对上级装置通知存在极性反转或短路的可能性。然后，恢复(返回)到原来的处理。

根据以上的处理，在使可充电电池14放电的过程中，能够基于内部电阻的动作来判断发生短路或极性反转的可能性。

(C)变形实施方式的说明

以上的实施方式是一例，不言而喻，本发明并不限定于上述那样的情况。例如，在以上的实施方式中，虽然内部电阻R是通过图9所示的处理求出的，但也可以通过除此以外的方法求出内部电阻R的值。例如，也可以求出电流流过负载时的电压和电流，根据这些电压和电流求出内部电阻。或者，也可以设定可充电电池14的等效电路，可以测定可充电电池14的电压和电流，根据这些电压和电流，通过学习处理求出等效电路。

另外，如步骤S70所示，可充电电池14的正在放电时的异常是基于R/R0＞Th2来进行判断的。但是，在正在放电时，由于内部电阻一般会增加，因此在放电电流值较大的情况下，有可能误判。因此，也可以根据放电电流使阈值Th2增减。例如，也可以准备将放电电流和阈值Th2对应起来存储的表，从表中取得与放电电流对应的阈值Th2。或者，也可以在将充电率SOC的变化设为ΔSOC，将内部电阻R的变化设为ΔR时，求出ΔR/ΔSOC，将该值与规定的阈值Th3(与阈值Th2不同的阈值)进行比较。即，可以在ΔR/ΔSOC小于规定的阈值Th3(＜0)的情况下判定为异常。根据这样的方法，能够减少由充电电流的大小带来的影响。

另外，在步骤S50及步骤S70中，是基于R/R0与阈值Th1、Th2之间的大小关系来判定有无异常的，但也可以基于R与R0的差分值与阈值之间的大小关系来判定有无异常。

另外，在以上的实施方式中，在检测到异常的情况下向作为上级装置的ECU(外部的处理器)通知，但例如也可以在检测到短路的情况下向ECU通知该情况，并且为了防止大电流从交流发电机15流出而停止充电。另外，在检测出短路后，发动机16无法再次起动的可能性较高，因此ECU也可以停止怠速停止的执行，或者进行催促使得在发动机16停止前前往维修厂、经销商或加油站等。并且，在检测到了极性反转的情况下，为了消除极性反转，也可以控制交流发电机15而迅速地对可充电电池14进行充电。

另外，在以上的实施方式中，没有考虑可充电电池14的电解液的温度，也可以通过温度传感器13估计电解液的温度，并基于估计出的温度标准化为标准状态的值。例如，在由温度传感器13估计出的电解液的温度为30℃的情况下，可以使用例如转换表等标准化为标准状态即25℃下的值。

另外，在以上的实施方式中，根据可充电电池14的内部电阻的变化来判断有无异常，但除了内部电阻之外，也可以参照可充电电池14的电压来进行判断。例如，可以在内部电阻变化且产生了规定的压降(例如，与构成可充电电池14的单元对应的电压即2V左右的压降)的情况下判定为异常。作为表示产生了单电池量的压降的电压阈值的求解方法，例如可以使用开路电压来求出。若将串联连接的电池数设为n个，则单电池的量的电压下降后的电池的电压可以表示为开路电压×(n-1/n)。可以将对这样的值附加了适度的余量后的值设定为阈值。

另外，在判断出可充电电池14发生异常的时刻以后的某时刻的内部电阻值Ra除以内部电阻在判定出异常的时刻以后的最大值Rmax而得到的值小于规定的阈值Th4的情况下(Ra/Rmax＜Th4的情况)，可以判定为异常消除。即，在通过振动等消除了短路的情况下，消除短路后的内部电阻Ra的值比内部电阻Rmax在判定出发生了短路的时刻以后的值小。因此，通过判定是否满足Ra/Rmax＜Th4，能够判定出短路是否消除。另外，在消除极性反转的情况下，在极性反转消除过程中，与产生极性反转同样，内部电阻值会在增加后减少，因此，若将增加时的电阻值的峰值设为Rmax，将之后的内部电阻值设为Ra，则能够通过判定是否满足上述Ra/Rmax＜Th4，来判定极性反转是否已消除。并且，也可以在判断出可充电电池14发生了异常之后，在可充电电池14的电压增加了规定的阈值(例如开路电压×(n-1/n))以上的情况下，判断为异常已消除。

另外，图9至图12所示的流程图是一例，不言而喻，本发明并不限定于这些流程图的处理。

标号说明

1：可充电电池异常检测；

10：控制部；

10a：CPU；

10b：ROM；

10c：RAM；

10d：通信部；

10e：I/F；

11：电压传感器；

12：电流传感器；

13：温度传感器；

14：可充电电池；

15：交流发电机；

16：发动机；

17：起动电动机；

18：负载。

Claims (12)

1.一种可充电电池异常检测装置，其检测可充电电池的异常，其特征在于，具有：

计算单元，其计算所述可充电电池的内部电阻的值；

判定单元，其判定所述可充电电池是正在充电还是正在放电；

判断单元，在由所述判定单元判定出所述可充电电池是正在充电还是正在放电的情况下，在由所述计算单元计算出的所述内部电阻的值在正在放电时减少或在正在充电时增加的情况下，该判断单元判断为所述可充电电池发生了异常；以及

提示单元，其提示所述判断单元的判断结果。

2.根据权利要求1所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在充电的情况下，在所述内部电阻的值增加时判断为所述可充电电池短路。

3.根据权利要求1所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在放电的情况下，在所述内部电阻的值与正常时相比增加时，判断为所述可充电电池异常。

4.根据权利要求1所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述判断单元在由所述判定单元判定出所述可充电电池正在放电的情况下，在所述内部电阻的值与正常时相比增加且在增加后转为减少时判断为极性反转，在除此以外的情况下判断为短路。

5.根据权利要求3或4所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述判断单元求出当时的所述内部电阻的值与作为正常时的过去的规定时刻的所述内部电阻之间的比或差，在该比或差超过规定的阈值的情况下判断为异常。

6.根据权利要求3或4所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述判断单元在所述内部电阻R的每规定时间的增加量ΔR除以充电率SOC的每规定时间的变化量ΔSOC而得到的值ΔR/ΔSOC小于作为正常时的过去的规定的时刻的该值的情况下，判断为异常，其中，ΔSOC＜0，ΔR/ΔSOC的值在作为正常时的过去的规定的时刻小于零。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

所述计算单元通过将电压在规定时间内的变动值除以电流在同样规定时间内的变动值来求出所述内部电阻的值。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

具有检测所述可充电电池的电压的电压检测单元，

在通过所述电压检测单元检测出下降了与构成所述可充电电池的一个电池对应的电压的情况下，所述判断单元判断为所述可充电电池发生了异常。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

在将判断出所述可充电电池发生异常的时刻以后的某个时刻的所述内部电阻的值除以判断出异常的时刻以后的所述内部电阻的最大值而得到的值小于规定的阈值的情况下，所述判断单元判断为异常已消除。

10.根据权利要求4所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

在判断出所述可充电电池发生异常时的所述内部电阻的值在增加后减少的情况下，所述判断单元判断为所述极性反转已消除。

11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的可充电电池异常检测装置，其特征在于，

在判断出所述可充电电池发生了异常之后，在所述可充电电池的电压增加了规定的阈值以上的情况下，所述判断单元判断为异常已消除。

12.一种可充电电池异常检测方法，其检测可充电电池的异常，其特征在于，具有：

计算步骤，计算所述可充电电池的内部电阻的值；

判定步骤，判定所述可充电电池是正在充电还是正在放电；

判断步骤，在所述判定步骤中判定出所述可充电电池是正在充电还是正在放电的情况下，在所述计算步骤中计算出的所述内部电阻的值在正在放电时减少或在正在充电时增加的情况下，判断为所述可充电电池发生了异常；以及

提示步骤，提示所述判断步骤中的判断结果。

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