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WO2013002202A1 - 電池劣化判定装置 - Google Patents

電池劣化判定装置 Download PDF

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Publication number
WO2013002202A1
WO2013002202A1 PCT/JP2012/066237 JP2012066237W WO2013002202A1 WO 2013002202 A1 WO2013002202 A1 WO 2013002202A1 JP 2012066237 W JP2012066237 W JP 2012066237W WO 2013002202 A1 WO2013002202 A1 WO 2013002202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
det
deterioration determination
unit
units
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/066237
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中島 武
千絵 杉垣
泰生 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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 Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of WO2013002202A1 publication Critical patent/WO2013002202A1/ja
Priority to US13/951,782 priority Critical patent/US20130314095A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Definitions

  • the present invention relates to a battery deterioration determination device that determines a deterioration state (whether or not deterioration) of a battery unit including a secondary battery.
  • a plurality of battery units composed of secondary batteries may be incorporated into the system or device (see Patent Document 1 below).
  • some of the batteries connected in series or in parallel may be extremely deteriorated due to some influence.
  • the amount of current to the battery part that has been extremely deteriorated decreases, so when charging at a predetermined current value, A large current flows to promote deterioration.
  • the same charging current flows to the plurality of battery units, but the battery unit is extremely deteriorated and the battery capacity is small. Immediately charged.
  • an object of the present invention is to provide a battery deterioration determination device capable of determining whether or not a battery unit has deteriorated during normal operation.
  • a first battery deterioration determination device is a battery deterioration determination device for a plurality of battery units each composed of one or more secondary batteries, wherein the plurality of battery units are connected in parallel to each other, and the battery The deterioration determination device determines whether or not each battery unit is deteriorated by comparing discharge or charge current values in the plurality of battery units.
  • a second battery deterioration determination device is a battery deterioration determination device for a plurality of battery units each including one or more secondary batteries, wherein the plurality of battery units are connected in series to each other, and the battery The deterioration determination device determines whether or not each battery unit is deteriorated by comparing the rate of change of the output voltage of the plurality of battery units during charging or discharging of the plurality of battery units.
  • a battery deterioration determination device capable of determining whether or not a battery unit has deteriorated during normal operation.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a battery system according to an embodiment of the present invention. It is an internal block diagram of the battery unit which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows a mode that the battery deterioration state determination part is provided in the main control part of FIG. It is the figure which showed a mode that two battery units were connected in parallel. It is the figure which showed a mode that three battery units were connected in parallel. It is a figure which shows the relationship of the some electric current value assumed in 5th Example of this invention. It is the figure which showed a mode that two battery units were connected in series. It is the figure which showed a mode that three battery units were connected in series. It is a figure which shows the relationship of the several change rate assumed in 10th Example of this invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a battery unit BU according to the present embodiment.
  • the battery unit BU includes a battery unit 1 composed of one or more secondary batteries.
  • the secondary battery forming the battery unit 1 is an arbitrary type of secondary battery, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the number of secondary batteries forming the battery unit 1 may be one, but in the present embodiment, the battery unit 1 is composed of a plurality of secondary batteries connected in series. However, some or all of the secondary batteries included in the battery unit 1 may be a plurality of secondary batteries connected in parallel.
  • the positive electrode of the secondary battery located on the highest potential side among the plurality of secondary batteries connected in series is connected to the positive terminal 4 and the negative electrode of the secondary battery located on the lowest potential side Is connected to the negative terminal 5.
  • the positive side terminal 4 and the negative side terminal 5 are connected to a pair of output terminals in the battery unit BU, and the battery unit 1 is charged and discharged through the pair of output terminals.
  • the battery unit BU is further provided with a voltage measuring device 2 and a current measuring device 3.
  • the voltage measuring device 2 measures the output voltage of the battery unit 1, that is, the voltage between the positive terminal 4 and the negative terminal 5 with reference to the potential of the negative terminal 5.
  • the measured value of the output voltage of the battery unit 1 by the voltage measuring device 2 is represented by the symbol V DET .
  • the current measuring device 3 measures the current flowing through the positive terminal 4.
  • the measured value of the current by the current measuring device 3 is represented by the symbol IDET .
  • the current flowing through the positive terminal 4 is classified into the discharge current and the charging current of the battery unit 1 depending on the direction, and the current flowing through the positive terminal 4 is a discharge current and the charging current.
  • the polarities of the current measurement values IDET are different from each other.
  • the voltage measuring device 2 and the current measuring device 3 may be provided outside the battery unit BU.
  • discharge and charge mean discharge and charge of the battery part 1 unless there is particular description.
  • FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of the battery system according to the present embodiment.
  • the battery system is formed including all or a part of the parts shown in FIG.
  • the battery system may include each part referred to by reference numerals 11 to 13 and may further include all or part of each part referenced by reference numerals 14 to 17.
  • the main control unit 11 is composed of a microcomputer or the like, and performs charge / discharge control of the battery block 12, switching control of the switching circuit 13, operation control of the breaker 14, and the like.
  • the battery block 12 has n battery units BU.
  • n is an integer of 2 or more.
  • the n battery units BU in the battery block 12 are represented by symbols BU [1] to BU [n].
  • the battery units BU [1] to BU [n] are assumed to be the same battery block. (Thus, the n battery units 1 in the battery units BU [1] to BU [n] have the same configuration). All or part of the battery units BU [1] to BU [n] are connected in parallel or in series.
  • the battery unit 1, the voltage measuring device 2, the current measuring device 3, the positive terminal 4 and the negative terminal 5 of the battery unit BU [i] are denoted by reference numerals 1 [i], 2 [ i], 3 [i], 4 [i] and 5 [represented by i], the voltage meter 2 [i] the voltage measured by the value V DET and the current measuring device 3 [i] current measurements I DET respectively symbols by Expressed by V DET [i] and IDET [i] (i is an integer).
  • the voltage measurement values V DET [1] to V DET [n] and the current measurement values I DET [1] to I DET [n] are transmitted from the battery units BU [1] to BU [n] to the main control unit 11.
  • the switching circuit 13 includes a switching element, and is connected or disconnected between the AC / DC converter 16 and the battery block 12 and connected between the AC / DC converter 16 and the DC / AC converter 17 under the control of the main control unit 11. The connection or non-connection between the battery block 12 and the DC / AC converter 17 is switched.
  • the switching circuit 13 connects the AC / DC converter 16 and the battery block 12 under the control of the main control unit 11 to connect the battery units BU [1] to BU [n] with the output power of the AC / DC converter 16. Can be charged, and by connecting the battery block 12 and the DC / AC converter 17, the battery units 1 in the battery units BU [1] to BU [n] can be discharged. .
  • the breaker 14 is composed of a mechanical relay or the like interposed in series between the battery block 12 and the switching circuit 13, and disconnects the connection between the battery block 12 and the switching circuit 13 when necessary. In the following description, it is assumed that the connection between the battery block 12 and the switching circuit 13 is maintained unless otherwise specified.
  • the storage unit 15 is a memory including a semiconductor memory or a magnetic disk.
  • the main control unit 11 can store arbitrary information in the storage unit 15 and can read arbitrary information stored in the storage unit 15 at an arbitrary timing.
  • the storage unit 15 may be connected to the main control unit 11 via a communication network such as the Internet network.
  • the AC power source 21 is, for example, a commercial AC power supply, and outputs AC power having a predetermined frequency and voltage value.
  • the AC / DC converter 16 converts AC power from the AC power source 21 into DC power and outputs it.
  • the output DC power from the AC / DC converter 16 and / or the DC power due to the discharge of the battery block 12 is supplied to the DC / AC converter 17.
  • the DC / AC converter 17 converts the supplied DC power into AC power and supplies the obtained AC power to the load 22.
  • a DC load (not shown) driven by DC power is connected to the switching circuit 13, and each DC load is connected to each DC load. You may make it drive with the discharge electric power etc. of the battery part 1.
  • FIG. Further, instead of the AC power source 21 and the AC / DC converter 16, or in addition to the AC power source 21 and the AC / DC converter 16, a DC power source (not shown; for example, a solar cell) that outputs DC power is used as the switching circuit 13.
  • the battery unit 1 may be charged by the output DC power of the DC power source.
  • the main control unit 11 includes a battery deterioration state determination unit (battery deterioration determination device) 51 that determines the deterioration state of each battery unit 1 in the battery units BU [1] to BU [n].
  • battery deterioration state determination unit battery deterioration determination device 51 that determines the deterioration state of each battery unit 1 in the battery units BU [1] to BU [n].
  • the battery units 1 [1] and 1 [2] are connected in parallel to each other, the output voltages of the battery units 1 [1] and 1 [2] are naturally the same. If the battery units 1 [1] and 1 [2] have the same characteristics (including a deteriorated state), the charging currents or discharge currents having the same current value are supplied to the battery units 1 [1] and 1 [2]. ]. However, when one of the battery portions 1 [1] and 1 [2] deteriorates compared to the other, the internal resistance of the battery portion having a strong deterioration becomes larger than that of the other, and the battery portion 1 [1]. And 1 [2] current value is not negligible.
  • the battery deterioration state determination unit 51 includes a measured current value I DET [1] indicating a discharge or charge current value of the battery unit 1 [1], and a battery unit.
  • the deterioration state of the battery units 1 [1] and 1 [2] is determined by comparing the measured current value IDET [2] indicating the discharge or charge current value of 1 [2].
  • the compared current values IDET [1] and IDET [2] are current values measured at the same timing.
  • I DET [i] may be considered to be the magnitude of the current value for discharging or charging the battery unit 1 [i].
  • the determination unit 51 performs specific deterioration determination on either one of the battery units 1 [1] and 1 [2] when the following formula (A1) is established, and the following formula (A1) When not established, the specific deterioration determination is not made for both of the battery units 1 [1] and 1 [2].
  • the determination unit 51 determines that the inequality “ IDET [1]> IDET [2]” is satisfied.
  • the specific deterioration determination is made for 1 [2] and the specific deterioration determination is made for the battery unit 1 [1] when the inequality “I DET [1] ⁇ I DET [2]” is satisfied.
  • the TH A is a predetermined current value having a positive value.
  • the current value TH A may be a predetermined fixed value, or may vary depending on the SOC of the battery unit 1 including the battery units 1 [1] and 1 [2], the measured voltage value V DET, the temperature, and the like. It may be a variable value.
  • the SOC (state of charge) of the battery unit 1 [i] is the actual remaining capacity of the battery unit 1 with respect to the storage capacity of the battery unit 1 [i] when the battery unit 1 [i] is fully charged. Refers to the percentage.
  • the specific deterioration determination for the battery unit 1 [i] refers to determining that the deterioration state of the battery unit 1 [i] has reached a specific state (for example, a state where the battery unit 1 [i] needs to be replaced). . Therefore, not performing the specific deterioration determination for the battery unit 1 [i] corresponds to determining that the deterioration state of the battery unit 1 [i] has not reached the specific state.
  • the determination unit 51 performs the specific deterioration determination for the battery unit 1 [i]
  • the determination unit 51 outputs a deterioration signal related to the battery unit 1 [i] (the same applies to other examples described later).
  • the deterioration signal related to the battery unit 1 [i] is a signal indicating that the deterioration state of the battery unit 1 [i] has reached a specific state, and the battery unit 1 [i] currently installed in the battery system is displayed. It can be said that the signal indicates that the battery unit 1 (new battery unit 1) should be replaced.
  • the user or administrator of the battery system can recognize whether or not the degradation signal is output through video output, audio output, or light emission of the light emitting diode according to the degradation signal. With the output of such a deterioration signal, it becomes possible to appropriately determine the replacement time of the battery unit 1 for each battery unit 1.
  • the present embodiment it is possible to easily determine the deterioration state of the battery unit simply by introducing a simple comparison process during the normal operation of the battery system involving charging and discharging of the battery unit 1.
  • I DET [1] and I DET [2] correspond to the first and second contrast amounts, respectively.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for any one of the battery units 1 [1] and 1 [2], and
  • the specific deterioration determination is not made for both the battery units 1 [1] and 1 [2].
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and a predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts (also in the second to fifth embodiments described later). The same).
  • the state where the ratio between the first and second contrast amounts deviates from the predetermined reference numerical range belongs to a state where the difference between the first and second contrast amounts is larger than the predetermined reference, and the first and second contrast amounts It can be considered that the state in which the ratio is within a predetermined reference numerical range belongs to a state in which the difference between the first and second contrast amounts is smaller than the predetermined reference (second to fifth implementations described later).
  • the reference numerical value range is a numerical value range that is equal to or smaller than a predetermined threshold value TH U and equal to or larger than a predetermined threshold value TH L , and TH U >1> TH L > 0.
  • the larger one of the two physical quantities corresponding to the first and second contrast amounts ( IDET [1] and IDET [2] in the first embodiment) is always substituted into the first contrast amount. For example, it is sufficient to compare the ratio of the first contrast amount to the second contrast amount (that is, the first contrast amount / the second contrast amount) with the threshold value TH U, and when the ratio is equal to or greater than the threshold value TH U , the second What is necessary is just to make specific deterioration determination to the battery part 1 corresponding to contrast amount.
  • Second Example A second embodiment will be described.
  • the battery units BU [1] to BU [3] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in parallel to each other.
  • the battery unit 1 It is assumed that [1] to 1 [3] are connected in parallel to each other. Even when the number of parallel connections of the battery unit 1 is 3, the deterioration state can be determined using the method described in the first embodiment.
  • the determination unit 51 determines the deterioration state of the battery units 1 [1] to 1 [3] by comparing the measured current values I DET [1] to IDET [3].
  • the compared current values I DET [1] to I DET [3] are current values measured at the same timing.
  • the determination unit 51 extracts the maximum current value from the current values I DET [1] to I DET [3] and determines a non-maximum current value that is a current value other than the maximum current value. Extract. Here, it represents the maximum current value at the symbol I DET [MAX], representing the two non-maximum current value by the symbol I DET [NOTMAX1] and I DET [NOTMAX2].
  • the determination unit 51 regards the current values I DET [MAX] and I DET [NOTTMAX1] as I DET [1] and I DET [2] in the first embodiment, and performs the same determination process as in the first embodiment.
  • the current values I DET [MAX] and I DET [NOTTMAX2] are regarded as I DET [1] and I DET [2] in the first embodiment, and the same determination process as in the first embodiment is performed.
  • the determination unit 51 performs specific deterioration determination on the battery unit 1 corresponding to the current value I DET [NOTTMAX1] when the following formula (A2) is established, and when the following formula (A2) is not established, the current value I The specific deterioration determination is not made for the battery unit 1 corresponding to DET [NOTAMAX1].
  • the determination unit 51 upon the establishment of the following formula (A3), forms a certain deterioration determining relative cell unit 1 corresponding to the current value I DET [NOTMAX2], when not satisfied the following formula (A3), the current value It does not make specific degradation determination with respect to the battery unit 1 corresponding to the I DET [NOTMAX2].
  • the determination unit 51 does not perform the specific deterioration determination for the battery unit 1 corresponding to the current value I DET [MAX] regardless of the success or failure of the expressions (A2) and (A3). This is because the battery unit 1 corresponding to the current value I DET [MAX] is considered to have the lowest internal resistance value and the lowest deterioration degree among the battery units 1 [1] to 1 [3].
  • the battery unit 1 corresponding to the current value I DET [MAX] is estimated to be a reference battery unit having no deterioration or a low degree of deterioration, and the deterioration state of the other battery unit 1 is determined. can do.
  • I DET [MAX] and I DET [NOTAMAX1] correspond to the first and second contrast amounts, respectively, and I DET [MAX] and I DET [NOTAMAX2] correspond to the first and second contrasts, respectively. It corresponds to the amount.
  • Determining unit 51 when the difference between the first and second contrast amount is greater than a predetermined reference, forms a certain deterioration determining the battery unit 1 corresponding to the I DET [NOTMAX1] or I DET [NOTMAX2] , when the difference between the first and second contrast amount is smaller than a predetermined reference, it does not make specific degradation determination with respect to the battery unit 1 corresponding to the I DET [NOTMAX1] or I DET [NOTMAX2].
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and the predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts.
  • the deterioration state determination process when the three battery units 1 are connected in parallel has been described. However, the same process can be performed when four or more battery units 1 are connected in parallel.
  • the extracted maximum current value itself is used as the reference current value, and the reference current value is compared with the non-maximum current value.
  • the reference current value to be compared with the non-maximum current value is It may be generated from a plurality of measured current values including the maximum current value.
  • the battery units BU [1] to BU [m] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in parallel to each other.
  • the battery units 1 [1] to 1 [m] are connected to each other.
  • the determination unit 51 can determine the deterioration state of each battery unit by comparing the current values I DET [1] to I DET [4] measured at the same timing. At this time, the measurement current value I DET is determined. [1] to IDET [4] are classified into a first set and a second set. The current values classified into the first set (that is, current values belonging to the first set) are all larger than the current values classified into the second set (that is, current values belonging to the second set). Accordingly, the maximum current values of the measured current values I DET [1] to I DET [4] are classified into the first set.
  • the difference between the maximum current value is a predetermined positive value less the measured current value of the measured current value I DET [1] ⁇ I DET [4], the measured current value I DET [1] ⁇ I DET Extracted from [4], the extracted measured current value and the maximum current value are classified into the first set, while the other measured current values are classified into the second set.
  • the determination unit 51 sets the reference current value IDET [MAX ′] using the measured current values belonging to the first set.
  • the maximum current value itself is substituted into the reference current value I DET [MAX ′], but there are a plurality of measured current values belonging to the first group.
  • the average value of the plurality of measured current values belonging to the first set is substituted into the reference current value IDET [MAX ′].
  • the determination unit 51 treats I DET [MAX ′] as I DET [MAX] in the second embodiment and performs the same determination processing as in the second embodiment. Can do.
  • the determination unit 51 when the measured current values I DET [1] and I DET [2] are classified into the first set, while the measured current values I DET [3] and I DET [4] are classified into the second set , the determination unit 51, while setting the I DET [MAX '] using I DET [1] and I DET [2], I DET [3] and I DET [4] respectively I DET [NOTMAX1] And I DET [NOTTMAX2], and I DET [MAX '] is used as I DET [MAX] in the second embodiment, and the same processing as described in the second embodiment may be performed. .
  • the number of current values belonging to the second set can be one.
  • the specific deterioration judgment is not always made for the battery unit 1 corresponding to the current measurement value classified into the first set. This is because the battery unit 1 corresponding to the first set is estimated to have a relatively low degree of deterioration. According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the deterioration state of the other battery part 1 can be determined.
  • the determination unit 51 determines the battery units 1 [i] and 1 [j] for each combination of the two battery units 1 [i] and 1 [j] among the battery units 1 [1] to 1 [m]. ] Is determined. i and j are different integers.
  • the determination unit 51 sets the combination of the battery units 1 [1] and 1 [2] as a deterioration state determination target, and compares the measured current values IDET [1] and IDET [2]. The deterioration states of the battery units 1 [1] and 1 [2] are determined. This determination method coincides with that shown in the first embodiment. Second, the determination unit 51 sets the combination of the battery units 1 [2] and 1 [3] as a deterioration state determination target, and compares the measured current values IDET [2] and IDET [3]. The deterioration states of the battery units 1 [2] and 1 [3] are determined.
  • This determination method is the same as that shown in the first embodiment (1 [1], 1 [2], IDET [1] and IDET [2] in the first embodiment are respectively set to 1 [ 2], 1 [3], IDET [2] and IDET [3].
  • the determination unit 51 sets the combination of the battery units 1 [3] and 1 [1] as degradation state determination targets, and compares the measured current values IDET [3] and IDET [1]. The deterioration states of the battery units 1 [3] and 1 [1] are determined.
  • This determination method is also the same as that shown in the first embodiment (1 [1], 1 [2], IDET [1] and IDET [2] in the first embodiment are respectively set to 1 [ 3], 1 [1], IDET [3] and IDET [1] are sufficient.
  • the deterioration state determination based on the current value comparison is performed for each combination of two battery units. For this reason, the measurement current value as the non-maximum current value is compared with the maximum current value in any combination without performing the explicit extraction process of the maximum current value.
  • the same operation and effect as the embodiment can be obtained.
  • the calculation load is lighter when the reference current value ( IDET [MAX] or IDET [MAX ']) is set as in the second or third embodiment. I'll do it.
  • ⁇ 5th Example A fifth embodiment will be described.
  • the battery units BU [1] to BU [m] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in parallel to each other.
  • the battery units 1 [1] to 1 [ m] are connected in parallel to each other.
  • m is an arbitrary integer equal to or smaller than n and equal to or larger than 3.
  • it is assumed that m 9.
  • the determination unit 51 classifies the current values I DET [1] to I DET [9] measured at the same timing into a plurality of groups. At this time, the determination unit 51 classifies the current values I DET [1] to I DET [9] so that current values that fall within a predetermined range having a predetermined magnitude ⁇ A belong to the same set. ( ⁇ A > 0). Now, as shown in FIG.
  • the current value belonging to the i-th set is greater than the current value belonging to the (i + 1) -th set. Then, the current values I DET [1] to I DET [3] are classified into the first set, the current values I DET [4] are classified into the second set, and the current values I DET [5] are classified into the third set. The current values I DET [6] to I DET [9] are classified into the fourth set.
  • the determination unit 51 identifies the representative value (statistic) of each group.
  • the representative value of the group of interest is one current value itself belonging to the group.
  • the representative values of the second and third sets are the current values IDET [4] and IDET [5], respectively.
  • an average value, intermediate value, maximum value, or minimum value of the two or more current values belonging to the group is obtained as a representative value of the group of interest.
  • q is an odd number equal to or greater than 2
  • the intermediate value of q current values refers to the ((q / 2) +0.5) -th largest current value among q current values.
  • the intermediate value of q current values refers to the (q / 2) -th largest current value among q current values (provided that ((q / 2) +1)
  • the largest current value may be regarded as an intermediate value).
  • a value between the maximum value and the minimum value of the two or more current values is obtained as a representative value of one set of attention.
  • the representative values of the first to fourth groups are represented by I REP [1] to I REP [4], respectively.
  • the determination unit 51 sets the first set of representative values I REP [1] and the other set of representative values I REP [2] to I REP. By comparing [4], the deterioration state of each battery unit 1 is determined.
  • the determination unit 51 performs specific deterioration determination for all the battery units 1 corresponding to the current values belonging to the i-th group when the following formula (A4) is established, and the following formula (A4) When not established, the specific deterioration determination is not made for all the battery units 1 corresponding to the current values belonging to the i-th group. This determination process is performed after substituting 2, 3, and 4 for i.
  • the determination unit 51 specifies all the battery units 1 corresponding to the current values belonging to the first set (that is, the battery units 1 [1] to 1 [3]) regardless of the success or failure of the formula (A4). Degradation is not made. This is because the battery unit 1 corresponding to the first set is considered to have a relatively low internal resistance value and a relatively low degree of deterioration among the battery units 1 [1] to 1 [9].
  • the method of classifying the current values I DET [1] to I DET [9] is not limited to the above description.
  • Clustering can be performed by, for example, a known clustering method (for example, Toshihiro Kamisu, “Clustering Method in the Data Mining Field (1)-Let's Use Clustering!”, Journal of Artificial Intelligence, vol.18, no.1, pp .59-65 (2003)), the detailed description is omitted here.
  • the same effects as those of the second to fourth embodiments can be obtained.
  • the current value shown in FIG. 7 there are a plurality of battery units 1 [6] to 1 [9] having similar deterioration states. Therefore, when the methods of the second to fourth embodiments are applied to the example of the current value shown in FIG. 7, the specification for the battery units 1 [9], 1 [8], 1 [7], and 1 [6] As a result, it may be necessary to replace the battery units 1 [9], 1 [8], 1 [7], and 1 [6] in four steps.
  • the current value in the range of [Delta] [epsilon] A is combined into one set, this means that the determination regarding the deterioration for the entire set is made, it is possible to suppress frequent battery unit replacement .
  • I REP [1] and I REP [i] correspond to the first and second contrast amounts, respectively.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for one or more battery units 1 corresponding to I REP [i]
  • standard specific deterioration determination is not made with respect to the 1 or more battery part 1 corresponding to IREP [i].
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and the predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts (described later). also it applies deformation technique alpha 1 and alpha 2) of.
  • a first modification techniques alpha 1 for the fifth embodiment described above will be described.
  • the determination unit 51 determines the success or failure of the formula (A5) with respect to current value I DET [i], the battery unit 1 at the time of establishment of the formula (A5) [i]
  • the specific deterioration determination may be performed on the battery unit 1 [i] when the expression (A5) is not satisfied.
  • the determination unit 51 performs a determination process as to whether or not to perform this specific deterioration determination for each of the battery units 1 [1] to 1 [9].
  • the inequality sign “ ⁇ ” in the formula (A5) may be changed to the inequality sign “>”.
  • An average value or an intermediate value of the current values I DET [1] to I DET [9] can be used as the reference current value (statistic) I REF . Therefore, in the modified technique alpha 1, to the battery unit 1 having a current value far the from the whole population, the specific degradation determination is made.
  • TH A2 is a current value having a positive value.
  • the current value TH A2 may be a predetermined fixed value.
  • k A times the standard deviation of the current values I DET [1] to I DET [9] may be substituted for TH A2 (k A is a positive predetermined value).
  • a second modification techniques alpha 2 relative to the fifth embodiment described above will be described.
  • the determination unit 51 in the modified technique alpha 2 the deterioration determination collectively to all of the battery unit 1 [1] - 1 [9] (processing whether constituting a certain deterioration judgment) I do. That is, in consideration of the fact that a certain degree of deterioration in the plurality of battery units 1 causes a variation in the deterioration degree to rapidly increase between the plurality of battery units 1, the determination unit 51 in the modification technique ⁇ 2 determines the current value IDET.
  • the variation in the current values I DET [1] to I DET [9] is, for example, the standard deviation or variance of the current values I DET [1] to I DET [9].
  • the battery units 1 [1] and 1 [2] are connected in series with each other, the charging or discharging currents of the battery units 1 [1] and 1 [2] are naturally the same. If the battery units 1 [1] and 1 [2] have the same characteristics (including the deteriorated state), the SOCs of the battery units 1 [1] and 1 [2] are the same as each other, and the battery The rate of change in the SOC of the battery units 1 [1] and 1 [2] during charging or discharging of the units 1 [1] and 1 [2] is the same. As a result, the battery units 1 [1] and 1 [2] ], The rate of change of the output voltage of the battery units 1 [1] and 1 [2] at the time of charging or discharging is the same.
  • the full charge capacity of the battery unit 1 [2] is smaller than that of the battery unit 1 [1].
  • the rate of change of the SOC of the battery unit 1 [2] during charging or discharging of the battery units 1 [1] and 1 [2] is larger than that of the battery unit 1 [1].
  • the battery unit 1 [1] And the rate of change of the output voltage of the battery unit 1 [2] during charging or discharging of 1 [2] is larger than that of the battery unit 1 [1].
  • the determination unit 51 comparing the battery unit 1 and [1] V CR rate of change of the output voltage [1], and a battery unit 1 [2] change rate V CR [2] of the output voltage of the Thus, the deterioration states of the battery units 1 [1] and 1 [2] are determined.
  • the determination unit 51 acquires the measurement voltage value V DET [i] at the first and second timings during the period when the battery unit 1 [i] is charged or discharged, and measures the first and second timings.
  • the absolute value V DFF [i] of the difference between the voltage value V DET [i] is obtained, and the output of the battery unit 1 [i] is obtained by dividing the absolute value V DFF [i] by the time difference ⁇ T between the first and second timings.
  • the determination unit 51 can perform such a process for obtaining the change rate V CR [i] for each battery unit 1.
  • the plurality of change rates to be compared are measured at a common timing.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for either one of the battery units 1 [1] and 1 [2] when the following formula (B1) is established, and when the following formula (B1) is not established, the battery unit No specific deterioration judgment is made for both 1 [1] and 1 [2].
  • the determination unit 51 makes the specific deterioration determination for any one of the battery units 1 [1] and 1 [2]
  • the battery unit A specific deterioration determination is made for 1 [2]
  • a specific deterioration determination is made for battery unit 1 [1] when the inequality “V CR [1]> V CR [2]” is satisfied.
  • the change rate TH B is a predetermined rate of change having a positive value.
  • the change rate TH B may be a predetermined fixed value, the SOC of the battery unit 1 including the battery units 1 [1] and 1 [2], the measured voltage value V DET , the measured current value IDET, and It may be a variable value that changes according to temperature or the like.
  • the present embodiment it is possible to easily determine the deterioration state of the battery unit simply by introducing a simple comparison process during the normal operation of the battery system involving charging and discharging of the battery unit 1.
  • V CR [1] and V CR [2] correspond to the first and second contrast amounts, respectively.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for any one of the battery units 1 [1] and 1 [2], and
  • the specific deterioration determination is not made for both the battery units 1 [1] and 1 [2].
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and a predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts (also in the seventh to tenth embodiments described later). The same).
  • the state where the ratio between the first and second contrast amounts deviates from the predetermined reference numerical range belongs to a state where the difference between the first and second contrast amounts is larger than the predetermined reference, and the first and second contrast amounts It can be considered that the state in which the ratio is within a predetermined reference numerical value range belongs to a state in which the difference between the first and second contrast amounts is smaller than the predetermined reference (the seventh to tenth embodiments described later).
  • the reference numerical value range is a numerical value range that is equal to or smaller than a predetermined threshold value TH U and equal to or larger than a predetermined threshold value TH L , and TH U >1> TH L > 0.
  • the smaller one of the two physical quantities corresponding to the first and second contrast amounts (V CR [1] and V CR [2] in the sixth embodiment) is always substituted into the first contrast amount.
  • the ratio of the second contrast amount to the first contrast amount (that is, the second contrast amount / the first contrast amount) is sufficient to be compared with the threshold value TH U, and when the ratio is equal to or greater than the threshold value TH U , the second What is necessary is just to make specific deterioration determination to the battery part 1 corresponding to contrast amount.
  • FIG. 9 the battery units BU [1] to BU [3] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in series to each other. As a result, the battery unit 1 It is assumed that [1] to 1 [3] are connected in series with each other. Even when the number of battery units 1 connected in series is 3, the deterioration state can be determined using the method described in the sixth embodiment.
  • the determination unit 51 compares the change rates V CR [1] to V CR [3] of the output voltages of the battery units 1 [1] to 1 [3], thereby comparing the battery units 1 [1] to 1 [1]. 3] is determined.
  • the determination unit 51 extracts the minimum change rate from the change rates V CR [1] to V CR [3] and determines a non-minimum change rate that is a change rate other than the minimum change rate. Extract.
  • the minimum change rate is represented by the symbol V CR [MIN]
  • the two non-minimum change rates are represented by the symbols V CR [NOTMIN 1] and V CR [NOTMIN 2].
  • the determination unit 51 regards the change rates V CR [MIN] and V CR [NOTMIN 1] as V CR [1] and V CR [2] of the sixth embodiment, and performs the same determination processing as that of the sixth embodiment. Further, the change rates V CR [MIN] and V CR [NOTMIN 2] are regarded as V CR [1] and V CR [2] of the sixth embodiment, and the same determination processing as that of the sixth embodiment is performed.
  • the determination unit 51 performs specific deterioration determination on the battery unit 1 corresponding to the change rate V CR [NOTTMIN1] when the following formula (B2) is established, and when the following formula (B2) is not established, the change rate V The specific deterioration determination is not made for the battery unit 1 corresponding to CR [NOTMIN1].
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for the battery unit 1 corresponding to the change rate V CR [NOTMIN 2] when the following formula (B3) is established, and when the following formula (B3) is not established, the change rate is determined. The specific deterioration determination is not made for the battery unit 1 corresponding to V CR [NOTTMIN2].
  • the determination unit 51 does not perform the specific deterioration determination for the battery unit 1 corresponding to the change rate V CR [MIN] regardless of the success or failure of the expressions (B2) and (B3). This is because the battery unit 1 corresponding to the change rate V CR [MIN] is considered to have the largest full charge capacity and the lowest degree of deterioration among the battery units 1 [1] to 1 [3].
  • the battery unit 1 corresponding to the rate of change V CR [MIN] is estimated to be a reference battery unit having no deterioration or a low degree of deterioration, and the deterioration state of the other battery unit 1 is determined. can do.
  • V CR [MIN] and V CR [NOTMIN 1] correspond to the first and second contrast amounts, respectively, and V CR [MIN] and V CR [NOTMIN 2] respectively correspond to the first and second contrast amounts. It corresponds to the amount.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination on the battery unit 1 corresponding to V CR [NOTTMIN1] or V CR [NOTTMIN2].
  • the battery unit 1 corresponding to V CR [NOTTMIN1] or V CR [NOTTMIN2] is not subjected to the specific deterioration determination.
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and the predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts.
  • the deterioration state determination process is described when three battery units 1 are connected in series, but the same process can be performed when four or more battery units 1 are connected in series.
  • the battery units BU [1] to BU [m] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in series, and as a result, the battery units 1 [1] to 1 [m] are connected to each other. Assume that they are connected in series.
  • the determination unit 51 can determine the deterioration state of each battery unit by comparing the change rates V CR [1] to V CR [4] measured at the same timing. At this time, the change rate V CR [ 1] to V CR [4] are classified into a first group and a second group. The change rates classified into the first set (that is, the change rates belonging to the first set) are all smaller than the change rates classified into the second set (ie, the change rates belonging to the second set). Accordingly, the minimum change rates of the change rates V CR [1] to V CR [4] are classified into the first set.
  • the minimum rate of change with a predetermined value following the change rate difference is positive the change rate V CR [1] ⁇ V CR [4]
  • the rate of change V CR [1] ⁇ V CR [4] The extracted change rate and the minimum change rate are classified into the first set, while the other change rates are classified into the second set.
  • the determination unit 51 sets the reference change rate V CR [MIN ′] using the change rate belonging to the first set.
  • the change rate belonging to the first set is only the minimum change rate, the minimum change rate itself is substituted into the reference change rate V CR [MIN ′], but when there are a plurality of change rates belonging to the first set, An average value of a plurality of change rates belonging to the first group is substituted into the reference change rate V CR [MIN ′].
  • the determination unit 51 treats V CR [MIN ′] as V CR [MIN] of the seventh embodiment and performs the same determination processing as that of the seventh embodiment. Can do.
  • the determination is made. part 51, V CR [1] and V CR while setting the V CR [MIN '] with [2], V CR [3 ] and V CR [4] respectively V CR [NOTMIN1] and V
  • the processing may be performed as CR [NOTMIN2], and V CR [MIN ′] may be used as V CR [MIN] in the seventh embodiment, and the same processing as that described in the seventh embodiment may be performed.
  • the number of change rates belonging to the second group may be one.
  • the specific deterioration determination is not always made for the battery unit 1 corresponding to the change rate classified in the first group. This is because the battery unit 1 corresponding to the first set is estimated to have a relatively low degree of deterioration. According to the eighth embodiment, the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained. In the eighth embodiment, it is possible to determine the deterioration state of the other battery units 1 after estimating that the battery unit 1 corresponding to the first set is a reference battery unit having no deterioration or a low degree of deterioration. .
  • the battery units BU [1] to BU [m] included in the battery units BU [1] to BU [n] are connected in series with each other, and as a result, the battery units 1 [1] to 1 [m] are connected in series to each other.
  • M is an integer of 3 or more).
  • the determination unit 51 determines the battery units 1 [i] and 1 [j] for each combination of the two battery units 1 [i] and 1 [j] among the battery units 1 [1] to 1 [m]. ] Is determined. i and j are different integers.
  • the determination unit 51 sets a combination of the battery units 1 [1] and 1 [2] as degradation state determination targets, and compares the change rates VCR [1] and VCR [2] to compare the battery. The deterioration states of the parts 1 [1] and 1 [2] are determined. This determination method is the same as that shown in the sixth embodiment. Second, the determination unit 51 sets the combination of the battery units 1 [2] and 1 [3] as degradation state determination targets, and compares the change rates VCR [2] and VCR [3] to compare the battery. The deterioration states of the parts 1 [2] and 1 [3] are determined.
  • This determination method is the same as that shown in the sixth embodiment (1 [1], 1 [2], VCR [1], and VCR [2] of the sixth embodiment are respectively set to 1 [ 2], 1 [3], sufficient be read as the V CR [2] and V CR [3]).
  • the determination unit 51 sets the combination of the battery units 1 [3] and 1 [1] as degradation state determination targets, and compares the change rates VCR [3] and VCR [1] to compare the battery. The deterioration states of the parts 1 [3] and 1 [1] are determined.
  • This determination method is also the same as that shown in the sixth embodiment (1 [1], 1 [2], VCR [1], and VCR [2] of the sixth embodiment are set to 1 [ 3], sufficient be read as a 1 [1], V CR [ 3] and V CR [1]).
  • the deterioration state determination based on the change rate comparison is performed for each combination of two battery units. For this reason, the non-minimum change rate is compared with the minimum change rate in any combination without explicitly extracting the minimum change rate, and as a result, the same as in the seventh embodiment. Actions and effects can be obtained.
  • the reference change rate V CR [MIN] or V CR [MIN ′]
  • the determination unit 51 classifies the change rates V CR [1] to V CR [9] measured at the same timing into a plurality of sets. At this time, the determination unit 51 classifies the change rates V CR [1] to V CR [9] so that the change rates falling within a predetermined range having a predetermined magnitude ⁇ B belong to the same set. ( ⁇ B > 0). Now, as shown in FIG.
  • the change rate belonging to the i-th set is smaller than the change rate belonging to the (i + 1) -th set. Then, the rate of change V CR [1] to V CR [3] is classified into the first group, the rate of change IDET [4] is classified into the second group, and the rate of change V CR [5] is classified into the third group. The change rates V CR [6] to V CR [9] are classified into the fourth set.
  • the determination unit 51 identifies the representative value (statistic) of each group.
  • the representative value of the group of interest is the one rate of change itself belonging to the group. Therefore, the representative values of the second and third sets are the change rates V CR [4] and V CR [5], respectively.
  • the average value, intermediate value, maximum value, or minimum value of the two or more rates of change belonging to the group is obtained as a representative value of the group of interest. Can do.
  • the intermediate value of q change rates refers to the ((q / 2) +0.5) -th highest change rate among q change rates.
  • the intermediate value of q change rates refers to the (q / 2) -th largest change rate among q change rates (provided that ((q / 2) +1)
  • the largest change rate may be regarded as an intermediate value).
  • a value between the maximum value and the minimum value at the two or more change rates is obtained as a representative value of one set of attention.
  • the representative values of the first to fourth groups are represented by V REP [1] to V REP [4], respectively.
  • the determination unit 51 sets the first set of representative values V REP [1] and the other set of representative values V REP [2] to V REP. By comparing [4], the deterioration state of each battery unit 1 is determined.
  • the determination unit 51 performs specific deterioration determination for all the battery units 1 corresponding to the change rate belonging to the i-th group when the following formula (B4) is established, and the following formula (B4) When not established, the specific deterioration determination is not made for all the battery units 1 corresponding to the change rate belonging to the i-th group. This determination process is performed after substituting 2, 3, and 4 for i.
  • the determination unit 51 specifies all the battery units 1 (that is, the battery units 1 [1] to 1 [3]) corresponding to the change rates belonging to the first set regardless of whether or not the formula (B4) is successful. Degradation is not made. This is because the battery unit 1 corresponding to the first set is considered to have a relatively large full charge capacity and a relatively low degree of deterioration among the battery units 1 [1] to 1 [9].
  • the method of classifying the change rates V CR [1] to V CR [9] is not limited to the above description.
  • V CR [1] ⁇ V CR [4]> ⁇ B It is also possible to realize the classification by assuming the inequality “V CR [3] ⁇ V CR [4]> ⁇ B ” or performing clustering on the change rates V CR [1] to V CR [9]. Is possible.
  • the tenth embodiment can provide the same effects as those of the seventh to ninth embodiments.
  • the current value shown in FIG. 10 there are a plurality of battery units 1 [6] to 1 [9] having similar deterioration states. Therefore, when the methods of the seventh to ninth embodiments are applied to the current value example shown in FIG. 10, the specification for the battery units 1 [9], 1 [8], 1 [7] and 1 [6] is performed. As a result, it may be necessary to replace the battery units 1 [9], 1 [8], 1 [7], and 1 [6] in four steps.
  • the current values within the range of ⁇ B are combined into one set, and the determination process related to deterioration is performed on the entire set, so that frequent battery unit replacement can be suppressed. .
  • V REP [1] and V REP [i] correspond to the first and second contrast amounts, respectively.
  • the determination unit 51 makes a specific deterioration determination for one or more battery units 1 corresponding to V REP [i]
  • the difference between 2nd contrast amounts is smaller than a predetermined
  • the magnitude relationship between the difference between the first and second contrast amounts and the predetermined reference may be evaluated using the ratio between the first and second contrast amounts (described later). The same applies to the modification techniques ⁇ 1 and ⁇ 2 of FIG.
  • a first modification techniques beta 1 for the tenth embodiment described above will be described. Similar to the modification technique ⁇ 1 for the fifth embodiment, in the modification technique ⁇ 1 , the determination unit 51 determines the success or failure of the following formula (B5) with respect to the change rate V CR [i], and the formula (B5) The specific deterioration determination may be performed on the battery unit 1 [i] when established, while the specific deterioration determination may not be performed on the battery unit 1 [i] when Equation (B5) is not established. The determination unit 51 performs a determination process as to whether or not to perform this specific deterioration determination for each of the battery units 1 [1] to 1 [9]. The inequality sign “ ⁇ ” in the formula (B5) may be changed to the inequality sign “>”.
  • TH B2 is a rate of change having a positive value.
  • the change rate TH B2 may be a predetermined fixed value.
  • k B times the standard deviation of the change rates V CR [1] to V CR [9] may be substituted for TH B2 (k B is a positive predetermined value).
  • a second modification techniques beta 2 for the fifth embodiment described above will be described. Like the modification technique alpha 2 relative to the fifth embodiment, if the determination unit 51 in the modified technique beta 2 forms a deterioration judgment (specific degradation determination collectively to all of the battery unit 1 [1] - 1 [9] No processing). In other words, the determination unit 51 in the deformation technique ⁇ 2 obtains the variation of the change rates V CR [1] to V CR [9], and when the variation exceeds a predetermined reference value, the plurality of battery units 1 are deteriorated. It is determined that the battery is in progress, and the specific deterioration determination is made for all of the battery units 1 [1] to 1 [9].
  • the determination unit 51 does not perform specific deterioration determination for all of the battery units 1 [1] to 1 [9].
  • the variation of the change rates V CR [1] to V CR [9] is, for example, the standard deviation or variance of the change rates V CR [1] to V CR [9].
  • All or part of the battery system shown in FIG. 2 can be mounted on various other systems and devices.
  • a mobile body electric vehicle, ship, aircraft, elevator, etc.
  • It may be mounted on a walking robot or the like) or an electronic device (personal computer, portable terminal, etc.), or may be incorporated in a power system of a house or factory.
  • the main control unit 11 or the determination unit 51 can be configured by hardware or a combination of hardware and software.
  • a function realized using software may be described as a program, and the function may be realized by executing the program on a program execution device (for example, a computer).
  • the determination unit 51 determines the deterioration state of the battery unit 1 [i] in two stages depending on whether or not the specific deterioration determination is made on the battery unit 1 [i]. Of the two stages of deterioration state, one (state where the specific deterioration determination is not made) is made to correspond to a state where the battery part 1 [i] is not deteriorated, and the other (state where the specific deterioration determination is made) is assigned to the battery part 1 [ It is possible to cope with a state in which i] is deteriorated. That is, it can be considered that the determination unit 51 determines whether or not the battery unit 1 [i] is deteriorated depending on whether or not the specific deterioration determination is made on the battery unit 1 [i].

Landscapes

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Abstract

 電池ブロック12は、複数の電池ユニットの並列又は直列回路を含む。各々の電池ユニットは、1以上の二次電池から成る電池部を備える。電池ユニットBU[1]~BU[n]内の電池部1[1]~1[n]の測定電圧値VDET[1]~VDET[n]及び測定電流値IDET[1]~IDET[n]は主制御部11に送られる。電池部1[1]及び1[2]が並列接続されている場合において、IDET[1]及びIDET[2]間の差が所定値以上であって且つ"IDET[1]>IDET[2]"であるとき、電池部1[2]の劣化状態が特定状態に達したと判定し、IDET[1]及びIDET[2]間の差が所定値以上であって且つ"IDET[1]<IDET[2]"であるとき、電池部1[1]の劣化状態が特定状態に達したと判定する。

Description

電池劣化判定装置
 本発明は、二次電池を含む電池部の劣化状態(劣化しているか否か)を判定する電池劣化判定装置に関する。
 容量の増大又は出力電圧の増大を図るため、システム又は機器に対し二次電池から成る電池部を複数個組み込むことがある(下記特許文献1参照)。この際、専用の電池部(電池パック)をシステム毎に開発するのではなく、規格化された電池部を多直列又は多並列接続して使用することが望ましい。一方で、このように多直列又は多並列された電池部の内、一部の電池が何らかの影響で極端に劣化することがある。結果、複数の電池部を並列接続して用いた場合、極端に劣化が進んだ電池部への電流量が低下するため、所定の電流値にて充電を行うと、他の電池部に比較的大きな電流が流れて劣化が促進される。また、複数の電池部を直列接続して用いた場合には、複数の電池部に同一の充電電流が流れるが、極端に劣化が進んだ電池部の蓄電可能容量が小さいために該電池部は直ぐに満充電状態になる。
 一方、複数の電池部の並列接続回路において放電を行う際、極端に劣化が進んだ電池部(電池パック)からの電流量が低下するため、所定の電流を放電した場合には、他の電池部(電池パック)から多くの電流が流れ、劣化が促進される。また、複数の電池部の直列接続回路において放電を行う際、各電池部に同一電流が流れるが、劣化が進んだ電池部の電気容量が小さいために、該電池部はすぐに完全放電状態となる。他の直列接続された電池部からの放電量には余裕があるが、これ以上の放電を行うと、劣化が進んだ電池部が過放電状態となってしまう。
特開平8-138759公報
 上記の説明から理解されるように、直列又は並列接続された複数の電池部の中に極端に劣化した電池部が含まれていると、劣化の進んだ電池部が過充電状態になることを回避するために、他の電池部への充電量は十分ではなくとも充電を停止する必要があり、また、劣化の進んだ電池部が過放電状態になることを回避するために、他の電池部からの放電量に余裕があっても放電を停止する必要がある。このように、複数の電池部を組み込んだシステムにおいて、一部の電池部が極端に劣化すると、システム全体の動作に支障がでることがある。そのため、劣化の進んだ電池部の検出が重要となる。
 そこで本発明は、通常運転の中で電池部が劣化しているか否かを判定することが可能な電池劣化判定装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る第1の電池劣化判定装置は、各々が1以上の二次電池から成る複数の電池部に対する電池劣化判定装置であって、前記複数の電池部は、互いに並列接続され、当該電池劣化判定装置は、前記複数の電池部における放電又は充電の電流値を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定することを特徴とする。
 本発明に係る第2の電池劣化判定装置は、各々が1以上の二次電池から成る複数の電池部に対する電池劣化判定装置であって、前記複数の電池部は、互いに直列接続され、当該電池劣化判定装置は、前記複数の電池部の充電又は放電の際における前記複数の電池部の出力電圧の変化率を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定することを特徴とする。
 本発明によれば、通常運転の中で電池部が劣化しているか否かを判定することが可能な電池劣化判定装置を提供することが可能である。
本発明の実施形態に係る電池ユニットの内部構成図である。 本発明の実施形態に係る電池システムの概略全体構成図である。 本発明の実施形態に係る電池ユニットの内部構成図である。 図2の主制御部に電池劣化状態判定部が備えられている様子を示す図である。 2つの電池ユニットが並列接続されている様子を示した図である。 3つの電池ユニットが並列接続されている様子を示した図である。 本発明の第5実施例で想定される複数の電流値の関係を示す図である。 2つの電池ユニットが直列接続されている様子を示した図である。 3つの電池ユニットが直列接続されている様子を示した図である。 本発明の第10実施例で想定される複数の変化率の関係を示す図である。
 以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
 図1は、本実施形態に係る電池ユニットBUの構成図である。電池ユニットBUは、1以上の二次電池から成る電池部1を備える。電池部1を形成する二次電池は、任意の種類の二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。電池部1を形成する二次電池の個数は1でも良いが、本実施形態では、電池部1が直列接続された複数の二次電池から成るものとする。但し、電池部1に含まれる二次電池の一部又は全部は、並列接続された複数の二次電池であっても良い。電池部1において、直列接続された複数の二次電池の内、最も高電位側に位置する二次電池の正極は正側端子4に接続され、最も低電位側に位置する二次電池の負極は負側端子5に接続される。正側端子4及び負側端子5は電池ユニットBUにおける1対の出力端子に接続され、1対の出力端子を介して電池部1の充電及び放電が成される。
 電池ユニットBUには、更に電圧測定器2及び電流測定器3が設けられる。電圧測定器2は、電池部1の出力電圧、即ち、負側端子5の電位を基準とした正側端子4及び負側端子5間の電圧を測定する。電圧測定器2による電池部1の出力電圧の測定値を記号VDETにて表す。電流測定器3は、正側端子4を介して流れる電流を測定する。電流測定器3による電流の測定値を記号IDETにて表す。正側端子4を介して流れる電流は、その向きによって電池部1の放電電流と充電電流に分類され、正側端子4を介して流れる電流が放電電流である場合と充電電流である場合とで、電流測定値IDETの極性は互いに異なる。尚、電圧測定器2及び電流測定器3は、電池ユニットBUの外部に設けられていても構わない。また、本実施形態において、放電及び充電とは、特に記述なき限り電池部1の放電及び充電を意味する。
 図2は、本実施形態に係る電池システムの概略全体構成図である。電池システムは、図2に示される部位の全て又は一部を含んで形成される。例えば、電池システムは、符号11~13によって参照される各部位を備え、更に、符号14~17によって参照される各部位の全部又は一部を備えうる。
 主制御部11は、マイクロコンピュータ等から成り、電池ブロック12の充放電制御、スイッチング回路13のスイッチング制御、ブレーカ14の動作制御などを成す。
 電池ブロック12は、n個の電池ユニットBUから或る。nは2以上の整数である。電池ブロック12におけるn個の電池ユニットBUを記号BU[1]~BU[n]によって表す。電池ユニットBU[1]~BU[n]の内部構成を互いに異ならせることも可能であるが、本実施形態では、電池ユニットBU[1]~BU[n]は互いに同じ電池ブロックであるとする(従って、電池ユニットBU[1]~BU[n]におけるn個の電池部1は互いに同じ構成を有している)。電池ユニットBU[1]~BU[n]の内、全部又は一部は互いに並列又は直列接続される。
 また、図3に示す如く、電池ユニットBU[i]の電池部1、電圧測定器2、電流測定器3、正側端子4及び負側端子5を、夫々、符号1[i]、2[i]、3[i]、4[i]及び5[i]によって表し、電圧測定器2[i]による電圧測定値VDET及び電流測定器3[i]による電流測定値IDETを夫々記号VDET[i]及びIDET[i]によって表す(iは整数)。電圧測定値VDET[1]~VDET[n]及び電流測定値IDET[1]~IDET[n]は、電池ユニットBU[1]~BU[n]から主制御部11に伝達される。
 スイッチング回路13は、スイッチング素子から成り、主制御部11による制御の下、AC/DCコンバータ16及び電池ブロック12間の接続又は非接続、AC/DCコンバータ16及びDC/ACコンバータ17間の接続又は非接続、及び、電池ブロック12及びDC/ACコンバータ17間の接続又は非接続を切り換える。スイッチング回路13は、主制御部11による制御の下、AC/DCコンバータ16及び電池ブロック12を接続することでAC/DCコンバータ16の出力電力にて電池ユニットBU[1]~BU[n]内の各電池部1を充電することができ、電池ブロック12及びDC/ACコンバータ17間を接続することで電池ユニットBU[1]~BU[n]内の各電池部1を放電させることができる。
 ブレーカ14は、電池ブロック12及びスイッチング回路13間に直列に介在する機械式リレー等から成り、必要なときに電池ブロック12及びスイッチング回路13間の接続を遮断する。以下の説明では、特に記述なき限り、電池ブロック12及びスイッチング回路13間の接続は維持されているものとする。記憶部15は、半導体メモリ又は磁気ディスク等から成るメモリである。主制御部11は、任意の情報を記憶部15に記憶させることが可能であると共に、記憶部15に記憶された任意の情報を任意のタイミングで読み出すことが可能である。記憶部15は、インターネット網等の通信網を介して主制御部11に接続されていても良い。
 交流電力源21は、例えば商用交流電源であり、所定の周波数及び電圧値を有する交流電力を出力する。AC/DCコンバータ16は、交流電力源21からの交流電力を直流電力に変換して出力する。スイッチング回路13のスイッチング素子の接続状態に依存して、AC/DCコンバータ16からの出力直流電力及び/又は電池ブロック12の放電による直流電力はDC/ACコンバータ17に供給される。DC/ACコンバータ17は、供給された直流電力を交流電力に変換して、得られた交流電力を負荷22に供給する。
 尚、DC/ACコンバータ17及び負荷22に代えて或いはDC/ACコンバータ17及び負荷22に加えて、直流電力にて駆動する直流負荷(不図示)をスイッチング回路13に接続し、直流負荷を各電池部1の放電電力等で駆動するようにしても良い。また、交流電力源21及びAC/DCコンバータ16に代えて或いは交流電力源21及びAC/DCコンバータ16に加えて、直流電力を出力する直流電力源(不図示;例えば太陽電池)をスイッチング回路13に接続し、直流電力源の出力直流電力にて各電池部1の充電等を成しても良い。
 図4に示す如く、主制御部11は、電池ユニットBU[1]~BU[n]内の各電池部1の劣化状態を判定する電池劣化状態判定部(電池劣化判定装置)51を備える。以下に、この判定に関する実施例として、第1~第10実施例を説明する。矛盾なき限り、第1~第10実施例の内、何れかの実施例に記載した事項を他の実施例に適用しても良い。
<<第1実施例>>
 第1実施例を説明する。第1実施例では、図5に示す如く、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]及びBU[2]が互いに並列接続されており、結果、電池部1[1]及び電池部1[2]が互いに並列接続されていることを想定する。
 電池部1[1]及び1[2]が互いに並列接続されているため、電池部1[1]及び1[2]の出力電圧は当然同じである。そして、電池部1[1]及び1[2]が同じ特性(劣化状態を含む)を有しておれば、同じ電流値を有する充電電流又は放電電流が電池部1[1]及び1[2]に流れる。しかしながら、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方が他方に比べて劣化すると、劣化の度合いが強い電池部の内部抵抗が他方のそれよりも大きくなり、電池部1[1]及び1[2]の電流値間に無視できない程度の差が生じる。
 そこで、電池劣化状態判定部51(以下、判定部51と略記することがある)は、電池部1[1]の放電又は充電の電流値を示す測定電流値IDET[1]と、電池部1[2]の放電又は充電の電流値を示す測定電流値IDET[2]とを対比することにより、電池部1[1]及び1[2]の劣化状態を判定する。勿論、対比される電流値IDET[1]及びIDET[2]は同一のタイミングで測定された電流値である。説明の便宜上、第1実施例及び後述の他の実施例において、全ての測定電流値IDET[i]の極性は正であるとする。IDET[i]は、電池部1[i]の放電又は充電の電流値の大きさであると考えてもよい。
 具体的には、判定部51は、下記式(A1)の成立時に、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対して特定劣化判定を成し、下記式(A1)の不成立時には、電池部1[1]及び1[2]の双方に対して特定劣化判定を成さない。判定部51は、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対し特定劣化判定を成す場合において、不等式“IDET[1]>IDET[2]”が成立するときには電池部1[2]に対して特定劣化判定を成し、不等式“IDET[1]<IDET[2]”が成立するときには電池部1[1]に対して特定劣化判定を成す。尚、式(A1)並びに後述の式(A2)、(A3)及び(A4)における不等号“≧”を不等号“>”に変更しても構わない。
 |IDET[1]-IDET[2]|≧TH          …(A1)
 THは正の値を持つ所定の電流値である。電流値THは、予め定められた固定値であっても良いし、電池部1[1]及び1[2]を含む電池部1のSOC、測定電圧値VDET及び温度等に応じて変化する可変値であっても良い。電池部1[i]のSOC(state of charge)とは、電池部1[i]が満充電状態であるときの電池部1[i]の蓄電容量に対する、電池部1の実際の残容量の割合を指す。
 電池部1[i]に対する特定劣化判定とは、電池部1[i]の劣化状態が特定状態(例えば、電池部1[i]の交換が必要な状態)に達したと判定することを指す。従って、電池部1[i]に対して特定劣化判定を成さないということは、電池部1[i]の劣化状態が特定状態に達していないと判定することに相当する。判定部51は、電池部1[i]に対して特定劣化判定を成した際、電池部1[i]に関連する劣化信号を出力する(後述の他の実施例においても同様)。電池部1[i]に関連する劣化信号は、電池部1[i]の劣化状態が特定状態に達したことを示す信号であり、電池システムに現在組み込まれている電池部1[i]を他の電池部1(新品の電池部1)に交換すべきことを指し示す信号であるとも言える。電池システムのユーザ又は管理者は、劣化信号に応じた映像出力、音声出力又は発光ダイオードの発光等を介して、劣化信号の出力有無を認識することができる。このような劣化信号の出力によって、電池部1ごとに電池部1の交換時期を適切に判断することが可能となる。
 本実施例によれば、電池部1の充電及び放電を伴う電池システムの通常運転の中に、簡素な対比処理を導入するだけで容易に電池部の劣化状態を判定することが可能となる。
 第1実施例では、IDET[1]及びIDET[2]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、電池部1[1]及び1[2]の双方に対して特定劣化判定を成さない。第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい(後述の第2~第5実施例においても同様)。第1及び第2対比量間の比が所定の基準数値範囲を逸脱する状態は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きい状態に属し、第1及び第2対比量間の比が所定の基準数値範囲内に収まる状態は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さい状態に属する、と考えることができる(後述の第2~第5実施例においても同様)。基準数値範囲は、所定の閾値TH以下且つ所定の閾値TH以上の数値範囲であり、TH>1>TH>0、である。また、第1及び第2対比量に相当する2つの物理量(第1実施例においてIDET[1]及びIDET[2])の内、大きい方を常に第1対比量に代入するようにすれば、第2対比量に対する第1対比量の比(即ち、第1対比量/第2対比量)を閾値THと比較すれば足り、当該比が閾値TH以上である場合に、第2対比量に対応する電池部1に特定劣化判定を成せばよい。
<<第2実施例>>
 第2実施例を説明する。第2実施例では、図6に示す如く、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[3]が互いに並列接続されており、結果、電池部1[1]~1[3]が互いに並列接続されていることを想定する。電池部1の並列接続数が3である場合にも、第1実施例で述べた方法を利用して劣化状態を判定することができる。
 即ち、判定部51は、測定電流値IDET[1]~IDET[3]を対比することにより、電池部1[1]~1[3]の劣化状態を判定する。勿論、対比される電流値IDET[1]~IDET[3]は同一のタイミングで測定された電流値である。
 具体的には、まず、判定部51は、電流値IDET[1]~IDET[3]の中から、最大電流値を抽出すると共に最大電流値以外の電流値である非最大電流値を抽出する。ここでは、最大電流値を記号IDET[MAX]にて表し、2つの非最大電流値を記号IDET[NOTMAX1]及びIDET[NOTMAX2]で表す。
 判定部51は、電流値IDET[MAX]及びIDET[NOTMAX1]を第1実施例のIDET[1]及びIDET[2]と捉えて第1実施例と同様の判定処理を成し、且つ、電流値IDET[MAX]及びIDET[NOTMAX2]を第1実施例のIDET[1]及びIDET[2]と捉えて第1実施例と同様の判定処理を成す。即ち、判定部51は、下記式(A2)の成立時に、電流値IDET[NOTMAX1]に対応する電池部1に対し特定劣化判定を成し、下記式(A2)の不成立時には、電流値IDET[NOTMAX1]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。同様に、判定部51は、下記式(A3)の成立時に、電流値IDET[NOTMAX2]に対応する電池部1に対し特定劣化判定を成し、下記式(A3)の不成立時には、電流値IDET[NOTMAX2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。電流値IDET[NOTMAX1]が電流値IDET[i]である場合、電流値IDET[NOTMAX1]に対応する電池部1は電池部[i]である(電流値IDET[MAX]及びIDET[NOTMAX2]についても同様)。
 |IDET[MAX]-IDET[NOTMAX1]|≧TH  …(A2)
 |IDET[MAX]-IDET[NOTMAX2]|≧TH  …(A3)
 判定部51は、電流値IDET[MAX]に対応する電池部1に対しては式(A2)及び(A3)の成否に関わらず特定劣化判定を成さない。電流値IDET[MAX]に対応する電池部1は、電池部1[1]~1[3]の中で最も内部抵抗値が低く、最も劣化度合いが低いと考えられるからである。
 第2実施例によっても第1実施例と同様の効果が得られる。第2実施例では、電流値IDET[MAX]に対応する電池部1を、劣化の無い或いは劣化度合いの小さい基準電池部であると推定した上で、他の電池部1の劣化状態を判定することができる。
 第2実施例では、IDET[MAX]及びIDET[NOTMAX1]が夫々第1及び第2対比量に相当すると共に、IDET[MAX]及びIDET[NOTMAX2]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、IDET[NOTMAX1]又はIDET[NOTMAX2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、IDET[NOTMAX1]又はIDET[NOTMAX2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。第1実施例で述べたように、第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい。
 第2実施例では、3つの電池部1が並列接続されたときの劣化状態判定処理を説明したが、4以上の電池部1が並列接続されたときも同様の処理を成すことができる。
<<第3実施例>>
 第3実施例を説明する。第2実施例では、抽出した最大電流値そのものを基準電流値として用いた上で基準電流値を非最大電流値と対比しているが、非最大電流値と対比されるべき基準電流値を、最大電流値を含む複数の測定電流値から生成するようにしても良い。
 具体例を説明する。今、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに並列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに並列接続されていることを想定する。mはn以下且つ3以上の任意の整数であるが、ここでは、説明の便宜上、m=4であるとする。
 判定部51は、同一のタイミングで測定された電流値IDET[1]~IDET[4]の対比によって各電池部の劣化状態を判定することができるが、この際、測定電流値IDET[1]~IDET[4]を第1組と第2組に分類する。第1組に分類される電流値(即ち、第1組に属する電流値)は、全て、第2組に分類される電流値(即ち、第2組に属する電流値)よりも大きい。従って、測定電流値IDET[1]~IDET[4]の最大電流値は第1組に分類される。具体的には例えば、測定電流値IDET[1]~IDET[4]の最大電流値との差が正の所定値以下の測定電流値を、測定電流値IDET[1]~IDET[4]の中から抽出し、抽出した測定電流値と最大電流値を第1組に分類する一方、他の測定電流値を第2組に分類する。
 判定部51は、第1組に属する測定電流値を用いて基準電流値IDET[MAX’]を設定する。第1組に属する測定電流値が最大電流値のみである場合、最大電流値そのものが基準電流値IDET[MAX’]に代入されるが、第1組に属する測定電流値が複数個存在する場合、第1組に属する複数の測定電流値の平均値が基準電流値IDET[MAX’]に代入される。基準電流値IDET[MAX’]の設定後、判定部51は、IDET[MAX’]を第2実施例のIDET[MAX]として取り扱って第2実施例と同様の判定処理を行うことができる。
 例えば、測定電流値IDET[1]及びIDET[2]が第1組に分類される一方で、測定電流値IDET[3]及びIDET[4]が第2組に分類された場合、判定部51は、IDET[1]及びIDET[2]を用いてIDET[MAX’]を設定する一方で、IDET[3]及びIDET[4]を夫々IDET[NOTMAX1]及びIDET[NOTMAX2]として取り扱い、更に、IDET[MAX’]を第2実施例のIDET[MAX]として用いた上で、第2実施例で述べたものと同様の処理を行えばよい。尚、第1組と同様、第2組に属する電流値の個数は1でありうる。
 第1組に分類された電流測定値に対応する電池部1に対しては、常に特定劣化判定は成されない。第1組に対応する電池部1は、劣化度合いが比較的低いと推測されるからである。第3実施例によっても第1実施例と同様の効果が得られる。第3実施例では、第1組に対応する電池部1を劣化の無い或いは劣化度合いの小さい基準電池部であると推定した上で、他の電池部1の劣化状態を判定することができる。
<<第4実施例>>
 第4実施例を説明する。電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに並列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに並列接続されていることを想定する(mは3以上の整数)。
 この場合、判定部51は、電池部1[1]~1[m]の内、2つの電池部1[i]及び1[j]の組み合わせごとに、電池部1[i]及び1[j]の劣化状態を判定する。i及びjは互いに異なる整数である。
 説明の具体化のため、m=3である場合を考える。この場合、
 第1に、判定部51は、電池部1[1]及び1[2]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、測定電流値IDET[1]及びIDET[2]を対比することで電池部1[1]及び1[2]の劣化状態を判定する。この判定方法は、第1実施例で示したものと一致する。
 第2に、判定部51は、電池部1[2]及び1[3]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、測定電流値IDET[2]及びIDET[3]を対比することで電池部1[2]及び1[3]の劣化状態を判定する。この判定方法は、第1実施例で示したものと同様である(第1実施例の1[1]、1[2]、IDET[1]及びIDET[2]を、夫々、1[2]、1[3]、IDET[2]及びIDET[3]に読み替えれば足る)。
 第3に、判定部51は、電池部1[3]及び1[1]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、測定電流値IDET[3]及びIDET[1]を対比することで電池部1[3]及び1[1]の劣化状態を判定する。この判定方法も、第1実施例で示したものと同様である(第1実施例の1[1]、1[2]、IDET[1]及びIDET[2]を、夫々、1[3]、1[1]、IDET[3]及びIDET[1]に読み替えれば足る)。
 第4実施例では、電流値対比に基づく劣化状態判定を、2つの電池部の組み合わせごとに行う。このため、最大電流値の明示的な抽出処理を行わなくとも、何れかの組み合わせにおいて非最大電流値としての測定電流値が最大電流値と対比されることになり、結果的には、第2実施例と同様の作用及び効果が得られる。しかしながら、電池部1の並列接続数が多い場合には、第2又は第3実施例の如く基準電流値(IDET[MAX]又はIDET[MAX’])を設定したほうが、演算負荷が軽くて済む。
<<第5実施例>>
 第5実施例を説明する。第5実施例では、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに並列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに並列接続されていることを想定する。mはn以下且つ3以上の任意の整数であるが、ここでは、説明の便宜上、m=9であるとする。
 判定部51は、同一のタイミングで測定された電流値IDET[1]~IDET[9]を複数の組に分類する。この際、判定部51は、電流値IDET[1]~IDET[9]の内、所定の大きさΔεを有する所定の範囲内に収まる電流値が同じ組に属するように分類を行う(Δε>0)。今、図7に示す如く、不等式“IDET[1]>IDET[2]>IDET[3]>IDET[4]>IDET[5]>IDET[6]>IDET[7]>IDET[8]>IDET[9]”が成立し、更に不等式“IDET[1]-IDET[3]<Δε”、“IDET[1]-IDET[4]>Δε”、“IDET[4]-IDET[5]>Δε”、“IDET[5]-IDET[6]>Δε”及び“IDET[6]-IDET[9]<Δε”が成立していることを想定する。また、任意の整数iに対し、第i組に属する電流値は第(i+1)組に属する電流値よりも大きいものとする。そうすると、電流値IDET[1]~IDET[3]は第1組に分類され、電流値IDET[4]は第2組に分類され、電流値IDET[5]は第3組に分類され、電流値IDET[6]~IDET[9]は第4組に分類される。
 判定部51は、第1~第4組への分類後、夫々の組の代表値(統計量)を特定する。注目した1つの組に1つの電流値しか属していない場合、その注目した組の代表値は、当該組に属する1つの電流値そのものである。従って、第2及び第3組の代表値は、夫々、電流値IDET[4]及びIDET[5]である。注目した1つの組に2以上の電流値が属している場合、当該組に属する2以上の電流値の平均値、中間値、最大値又は最小値を、その注目した組の代表値として求めることができる。qが2以上の奇数である場合、q個の電流値の中間値とは、q個の電流値の内、((q/2)+0.5)番目に大きい電流値を指す。qが2以上の偶数である場合、q個の電流値の中間値とは、q個の電流値の内、(q/2)番目に大きい電流値を指す(但し、((q/2)+1)番目に大きい電流値を中間値とみなしても良い)。何れにせよ、注目した1つの組に2以上の電流値が属している場合、その2以上の電流値における最大値及び最小値間の値が、注目した1つの組の代表値として求められる。
 第1~第4組の代表値を、夫々、IREP[1]~IREP[4]にて表す。判定部51は、代表値IREP[1]~IREP[4]を設定した後、第1組の代表値IREP[1]と、他の組の代表値IREP[2]~IREP[4]とを対比することにより、各電池部1の劣化状態を判定する。
 具体的には、判定部51は、下記式(A4)の成立時に、第i組に属する電流値に対応する全ての電池部1に対して特定劣化判定を成し、下記式(A4)の不成立時には、第i組に属する電流値に対応する全ての電池部1に対して特定劣化判定を成さない。この判定処理を、iに2、3及び4の夫々を代入した上で行う。例えば、i=4であるときにのみ式(A4)が成立する場合、第2及び第3組に属する電流値に対応する電池部1、即ち電池部1[4]及び1[5]には特定劣化判定が成されず、一方で、第4組に属する電流値に対応する電池部1、即ち電池部1[6]~1[9]に対しては全て特定劣化判定が成される。
 |IREP[1]-IREP[i]|≧TH          …(A4)
 判定部51は、第1組に属する電流値に対応する電池部1(即ち、電池部1[1]~1[3])に対しては、全て、式(A4)の成否に関わらず特定劣化判定を成さない。第1組に対応する電池部1は、電池部1[1]~1[9]の中で相対的に内部抵抗値が低く、相対的に劣化度合いが低いと考えられるからである。尚、電流値IDET[1]~IDET[9]の分類の仕方は上記説明に限定されず、例えば、上記の不等式 “IDET[1]-IDET[4]>Δε”の代わりに不等式“IDET[3]-IDET[4]>Δε”を想定したり、電流値IDET[1]~IDET[9]に対してクラスタリングを行うことで分類を実現することも可能である。クラスタリングは、例えば、公知のクラスタリング手法(例えば、神嶌 敏弘,“データマイニング分野のクラスタリング手法(1)-クラスタリングを使ってみよう!-”,人工知能学会誌, vol.18, no.1, pp.59-65 (2003))で実現できるため、ここでの詳細な説明は省略する。
 第5実施例によっても第2~第4実施例と同様の効果が得られる。図7に示される電流値例では、劣化状態が似通った複数の電池部1[6]~1[9]が存在している。従って、図7に示される電流値例に対して第2~第4実施例の方法を適用した場合、電池部1[9]、1[8]、1[7]及び1[6]に対する特定劣化判定が互いに異なるタイミングで順次成され、結果、電池部1[9]、1[8]、1[7]及び1[6]の交換を4回に分けて行う必要が生じうる。第5実施例では、Δεの範囲内の電流値が1つの組にまとめられ、組全体に対して劣化に関する判定処理が成されるため、頻繁な電池部交換を抑制することが可能となる。
 第5実施例では、IREP[1]及びIREP[i]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、IREP[i]に対応する1以上の電池部1に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、IREP[i]に対応する1以上の電池部1に対して特定劣化判定を成さない。第1実施例で述べたように、第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい(後述の変形技術α及びαについても同様)。
 上述の第5実施例に対する第1の変形技術αを説明する。劣化の進行に伴って電池の内部抵抗は通常増加するが、劣化の原因によっては、劣化の進行に伴って電池の内部抵抗が減少することも考えられる。これを考慮し、変形技術αにおいて、判定部51は、電流値IDET[i]に対して下記式(A5)の成否を判定し、式(A5)の成立時には電池部1[i]に対して特定劣化判定を成す一方、式(A5)の不成立時には電池部1[i]に対して特定劣化判定を成さないようにしてもよい。判定部51は、この特定劣化判定を成すか否かの判定処理を、電池部1[1]~1[9]の夫々に対して行う。尚、式(A5)における不等号“≧”を不等号“>”に変更しても構わない。
 |IREF-IDET[i]|≧THA2        …(A5)
 電流値IDET[1]~IDET[9]の平均値又は中間値を基準電流値(統計量)IREFとして用いることができる。従って、変形技術αでは、全体集団から飛びぬけた電流値を有する電池部1に対し、特定劣化判定が成される。THA2は、正の値を持つ電流値である。電流値THA2は、予め定められた固定値であっても良い。或いは、電流値IDET[1]~IDET[9]の標準偏差のk倍をTHA2に代入しても良い(kは正の所定値)。
 上述の第5実施例に対する第2の変形技術αを説明する。上述の説明では、主として、一部の電池部1が何らかの原因で他の電池部1よりも急速に劣化した場合に、その劣化した電池部1を特定することを想定している。このような特定とは別に、変形技術αにおける判定部51は、電池部1[1]~1[9]の全てに対し一括して劣化判定(特定劣化判定を成すか否かの処理)を行う。即ち、複数の電池部1において或る程度劣化が進むと劣化度合いのばらつきが複数の電池部1間で急激に大きくなることを考慮し、変形技術αにおける判定部51は、電流値IDET[1]~IDET[9]のばらつきを求め、ばらつきが所定の基準値を上回った場合に、複数の電池部1において劣化が進行していると判断して、電池部1[1]~1[9]の全てに対して特定劣化判定を成す。判定部51は、当該ばらつきが上記基準値を上回っていない場合には電池部1[1]~1[9]の全てに対して特定劣化判定を成さない。電流値IDET[1]~IDET[9]のばらつきは、例えば、電流値IDET[1]~IDET[9]の標準偏差又は分散である。
<<第6実施例>>
 第6実施例を説明する。第6実施例では、図8に示す如く、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]及びBU[2]が互いに直列接続されており、結果、電池部1[1]及び電池部1[2]が互いに直列接続されていることを想定する。
 電池部1[1]及び1[2]が互いに直列接続されているため、電池部1[1]及び1[2]の充電又は放電電流は当然同じである。そして、電池部1[1]及び1[2]が同じ特性(劣化状態を含む)を有しておれば、電池部1[1]及び1[2]のSOCは互いに同じであると共に、電池部1[1]及び1[2]の充電又は放電時における電池部1[1]及び1[2]のSOCの変化率は互いに同じであり、結果、電池部1[1]及び1[2]の充電又は放電時における電池部1[1]及び1[2]の出力電圧の変化率は互いに同じである。
 しかしながら、例えば、電池部1[2]の劣化度合いが電池部1[1]よりも大きい場合、電池部1[2]の満充電容量が電池部1[1]のそれよりも小さくなるため、電池部1[1]及び1[2]の充電又は放電時における電池部1[2]のSOCの変化率は電池部1[1]のそれよりも大きくなり、結果、電池部1[1]及び1[2]の充電又は放電時における電池部1[2]の出力電圧の変化率は電池部1[1]のそれよりも大きくなる。
 これを考慮し、判定部51は、電池部1[1]の出力電圧の変化率VCR[1]と、電池部1[2]の出力電圧の変化率VCR[2]とを対比することにより、電池部1[1]及び1[2]の劣化状態を判定する。判定部51は、電池部1[i]の充電又は放電が成されている期間中の第1及び第2タイミングに測定電圧値VDET[i]を取得し、第1及び第2タイミングの測定電圧値VDET[i]の差の絶対値VDFF[i]を求め、絶対値VDFF[i]を第1及び第2タイミング間の時間差ΔTで割ることにより電池部1[i]の出力電圧の変化率VCR[i]を求めることができる(即ち、VCR[i]=VDFF[i]/ΔT)。判定部51は、このような変化率VCR[i]を求める処理を、電池部1ごとに行うことができる。勿論、対比されるべき複数の変化率は共通のタイミングで計測されたものである。
 判定部51は、下記式(B1)の成立時に、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対して特定劣化判定を成し、下記式(B1)の不成立時には、電池部1[1]及び1[2]の双方に対して特定劣化判定を成さない。判定部51は、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対し特定劣化判定を成す場合において、不等式“VCR[1]<VCR[2]”が成立するときには電池部1[2]に対して特定劣化判定を成し、不等式“VCR[1]>VCR[2]”が成立するときには電池部1[1]に対して特定劣化判定を成す。尚、式(B1)並びに後述の式(B2)、(B3)及び(B4)における不等号“≧”を不等号“>”に変更しても構わない。
 |VCR[1]-VCR[2]|≧TH           …(B1)
 THは正の値を持つ所定の変化率である。変化率THは、予め定められた固定値であっても良いし、電池部1[1]及び1[2]を含む電池部1のSOC、測定電圧値VDET、測定電流値IDET及び温度等に応じて変化する可変値であっても良い。
 本実施例によれば、電池部1の充電及び放電を伴う電池システムの通常運転の中に、簡素な対比処理を導入するだけで容易に電池部の劣化状態を判定することが可能となる。
 第6実施例では、VCR[1]及びVCR[2]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、電池部1[1]及び1[2]の何れか一方に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、電池部1[1]及び1[2]の双方に対して特定劣化判定を成さない。第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい(後述の第7~第10実施例においても同様)。第1及び第2対比量間の比が所定の基準数値範囲を逸脱する状態は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きい状態に属し、第1及び第2対比量間の比が所定の基準数値範囲内に収まる状態は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さい状態に属する、と考えることができる(後述の第7~第10実施例においても同様)。基準数値範囲は、所定の閾値TH以下且つ所定の閾値TH以上の数値範囲であり、TH>1>TH>0、である。また、第1及び第2対比量に相当する2つの物理量(第6実施例においてVCR[1]及びVCR[2])の内、小さい方を常に第1対比量に代入するようにすれば、第1対比量に対する第2対比量の比(即ち、第2対比量/第1対比量)を閾値THと比較すれば足り、当該比が閾値TH以上である場合に、第2対比量に対応する電池部1に特定劣化判定を成せばよい。
<<第7実施例>>
 第7実施例を説明する。第7実施例では、図9に示す如く、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[3]が互いに直列接続されており、結果、電池部1[1]~1[3]が互いに直列接続されていることを想定する。電池部1の直列接続数が3である場合にも、第6実施例で述べた方法を利用して劣化状態を判定することができる。
 即ち、判定部51は、電池部1[1]~1[3]の出力電圧の変化率VCR[1]~VCR[3]を対比することにより、電池部1[1]~1[3]の劣化状態を判定する。
 具体的には、まず、判定部51は、変化率VCR[1]~VCR[3]の中から、最小変化率を抽出すると共に最小変化率以外の変化率である非最小変化率を抽出する。ここでは、最小変化率を記号VCR[MIN]にて表し、2つの非最小変化率を記号VCR[NOTMIN1]及びVCR[NOTMIN2]で表す。
 判定部51は、変化率VCR[MIN]及びVCR[NOTMIN1]を第6実施例のVCR[1]及びVCR[2]と捉えて第6実施例と同様の判定処理を成し、且つ、変化率VCR[MIN]及びVCR[NOTMIN2]を第6実施例のVCR[1]及びVCR[2]と捉えて第6実施例と同様の判定処理を成す。即ち、判定部51は、下記式(B2)の成立時に、変化率VCR[NOTMIN1]に対応する電池部1に対し特定劣化判定を成し、下記式(B2)の不成立時には、変化率VCR[NOTMIN1]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。同様に、判定部51は、下記式(B3)の成立時に、変化率VCR[NOTMIN2]に対応する電池部1に対し特定劣化判定を成し、下記式(B3)の不成立時には、変化率VCR[NOTMIN2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。変化率VCR[NOTMIN1]が変化率VCR[i]である場合、変化率VCR[NOTMIN1]に対応する電池部1は電池部[i]である(変化率VCR[MIN]及びVCR[NOTMIN2]についても同様)。
 |VCR[MIN]-VCR[NOTMIN1]|≧TH    …(B2)
 |VCR[MIN]-VCR[NOTMIN2]|≧TH    …(B3)
 判定部51は、変化率VCR[MIN]に対応する電池部1に対しては式(B2)及び(B3)の成否に関わらず特定劣化判定を成さない。変化率VCR[MIN]に対応する電池部1は、電池部1[1]~1[3]の中で最も満充電容量が大きく、最も劣化度合いが低いと考えられるからである。
 第7実施例によっても第6実施例と同様の効果が得られる。第7実施例では、変化率VCR[MIN]に対応する電池部1を、劣化の無い或いは劣化度合いの小さい基準電池部であると推定した上で、他の電池部1の劣化状態を判定することができる。
 第7実施例では、VCR[MIN]及びVCR[NOTMIN1]が夫々第1及び第2対比量に相当すると共に、VCR[MIN]及びVCR[NOTMIN2]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、VCR[NOTMIN1]又はVCR[NOTMIN2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、VCR[NOTMIN1]又はVCR[NOTMIN2]に対応する電池部1に対して特定劣化判定を成さない。第6実施例で述べたように、第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい。
 第7実施例では、3つの電池部1が直列接続されたときの劣化状態判定処理を説明したが、4以上の電池部1が直列接続されたときも同様の処理を成すことができる。
<<第8実施例>>
 第8実施例を説明する。第7実施例では、抽出した最小変化率そのものを基準変化率として用いた上で基準変化率を非最小変化率と対比しているが、非最小変化率と対比されるべき基準変化率を、最小変化率を含む複数の変化率から生成するようにしても良い。
 具体例を説明する。今、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに直列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに直列接続されていることを想定する。mはn以下且つ3以上の任意の整数であるが、ここでは、説明の便宜上、m=4であるとする。
 判定部51は、同一のタイミングで計測された変化率VCR[1]~VCR[4]の対比によって各電池部の劣化状態を判定することができるが、この際、変化率VCR[1]~VCR[4]を第1組と第2組に分類する。第1組に分類される変化率(即ち、第1組に属する変化率)は、全て、第2組に分類される変化率(即ち、第2組に属する変化率)よりも小さい。従って、変化率VCR[1]~VCR[4]の最小変化率は第1組に分類される。具体的には例えば、変化率VCR[1]~VCR[4]の最小変化率との差が正の所定値以下の変化率を、変化率VCR[1]~VCR[4]の中から抽出し、抽出した変化率と最小変化率を第1組に分類する一方、他の変化率を第2組に分類する。
 判定部51は、第1組に属する変化率を用いて基準変化率VCR[MIN’]を設定する。第1組に属する変化率が最小変化率のみである場合、最小変化率そのものが基準変化率VCR[MIN’]に代入されるが、第1組に属する変化率が複数個存在する場合、第1組に属する複数の変化率の平均値が基準変化率VCR[MIN’]に代入される。基準変化率VCR[MIN’]の設定後、判定部51は、VCR[MIN’]を第7実施例のVCR[MIN]として取り扱って第7実施例と同様の判定処理を行うことができる。
 例えば、変化率VCR[1]及びVCR[2]が第1組に分類される一方で、変化率VCR[3]及びVCR[4]が第2組に分類された場合、判定部51は、VCR[1]及びVCR[2]を用いてVCR[MIN’]を設定する一方で、VCR[3]及びVCR[4]を夫々VCR[NOTMIN1]及びVCR[NOTMIN2]として取り扱い、更に、VCR[MIN’]を第7実施例のVCR[MIN]として用いた上で、第7実施例で述べたものと同様の処理を行えばよい。尚、第1組と同様、第2組に属する変化率の個数は1でありうる。
 第1組に分類された変化率に対応する電池部1に対しては、常に特定劣化判定は成されない。第1組に対応する電池部1は、劣化度合いが比較的低いと推測されるからである。第8実施例によっても第6実施例と同様の効果が得られる。第8実施例では、第1組に対応する電池部1を、劣化の無い或いは劣化度合いの小さい基準電池部であると推定した上で、他の電池部1の劣化状態を判定することができる。
<<第9実施例>>
 第9実施例を説明する。電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに直列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに直列接続されていることを想定する(mは3以上の整数)。
 この場合、判定部51は、電池部1[1]~1[m]の内、2つの電池部1[i]及び1[j]の組み合わせごとに、電池部1[i]及び1[j]の劣化状態を判定する。i及びjは互いに異なる整数である。
 説明の具体化のため、m=3である場合を考える。この場合、
 第1に、判定部51は、電池部1[1]及び1[2]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、変化率VCR[1]及びVCR[2]を対比することで電池部1[1]及び1[2]の劣化状態を判定する。この判定方法は、第6実施例で示したものと一致する。
 第2に、判定部51は、電池部1[2]及び1[3]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、変化率VCR[2]及びVCR[3]を対比することで電池部1[2]及び1[3]の劣化状態を判定する。この判定方法は、第6実施例で示したものと同様である(第6実施例の1[1]、1[2]、VCR[1]及びVCR[2]を、夫々、1[2]、1[3]、VCR[2]及びVCR[3]に読み替えれば足る)。
 第3に、判定部51は、電池部1[3]及び1[1]の組み合わせを劣化状態判定対象に設定し、変化率VCR[3]及びVCR[1]を対比することで電池部1[3]及び1[1]の劣化状態を判定する。この判定方法も、第6実施例で示したものと同様である(第6実施例の1[1]、1[2]、VCR[1]及びVCR[2]を、夫々、1[3]、1[1]、VCR[3]及びVCR[1]に読み替えれば足る)。
 第9実施例では、変化率対比に基づく劣化状態判定を、2つの電池部の組み合わせごとに行う。このため、最小変化率の明示的な抽出処理を行わなくとも、何れかの組み合わせにおいて非最小変化率が最小変化率と対比されることになり、結果的には、第7実施例と同様の作用及び効果が得られる。しかしながら、電池部1の直列接続数が多い場合には、第7又は第8実施例の如く基準変化率(VCR[MIN]又はVCR[MIN’])を設定したほうが、演算負荷が軽くて済む。
<<第10施例>>
 第10実施例を説明する。第10実施例では、電池ユニットBU[1]~BU[n]に含まれる電池ユニットBU[1]~BU[m]が互いに直列接続されており、結果、電池部1[1]~1[m]が互いに直列接続されていることを想定する。mはn以下且つ3以上の任意の整数であるが、ここでは、説明の便宜上、m=9であるとする。
 判定部51は、同一のタイミングで計測された変化率VCR[1]~VCR[9]を複数の組に分類する。この際、判定部51は、変化率VCR[1]~VCR[9]の内、所定の大きさΔεを有する所定の範囲内に収まる変化率が同じ組に属するように分類を行う(Δε>0)。今、図10に示す如く、不等式“VCR[1]<VCR[2]<VCR[3]<VCR[4]<VCR[5]<VCR[6]<VCR[7]<VCR[8]<VCR[9]”が成立し、更に不等式“VCR[1]-VCR[3]<Δε”、“VCR[1]-VCR[4]>Δε”、“VCR[4]-VCR[5]>Δε”、“VCR[5]-VCR[6]>Δε”及び“VCR[6]-VCR[9]<Δε”が成立していることを想定する。また、任意の整数iに対し、第i組に属する変化率は第(i+1)組に属する変化率よりも小さいものとする。そうすると、変化率VCR[1]~VCR[3]は第1組に分類され、変化率IDET[4]は第2組に分類され、変化率VCR[5]は第3組に分類され、変化率VCR[6]~VCR[9]は第4組に分類される。
 判定部51は、第1~第4組への分類後、夫々の組の代表値(統計量)を特定する。注目した1つの組に1つの変化率しか属していない場合、その注目した組の代表値は、当該組に属する1つの変化率そのものである。従って、第2及び第3組の代表値は、夫々、変化率VCR[4]及びVCR[5]である。注目した1つの組に2以上の変化率が属している場合、当該組に属する2以上の変化率の平均値、中間値、最大値又は最小値を、その注目した組の代表値として求めることができる。qが2以上の奇数である場合、q個の変化率の中間値とは、q個の変化率の内、((q/2)+0.5)番目に大きい変化率を指す。qが2以上の偶数である場合、q個の変化率の中間値とは、q個の変化率の内、(q/2)番目に大きい変化率を指す(但し、((q/2)+1)番目に大きい変化率を中間値とみなしても良い)。何れにせよ、注目した1つの組に2以上の変化率が属している場合、その2以上の変化率における最大値及び最小値間の値が、注目した1つの組の代表値として求められる。
 第1~第4組の代表値を、夫々、VREP[1]~VREP[4]にて表す。判定部51は、代表値VREP[1]~VREP[4]を設定した後、第1組の代表値VREP[1]と、他の組の代表値VREP[2]~VREP[4]とを対比することにより、各電池部1の劣化状態を判定する。
 具体的には、判定部51は、下記式(B4)の成立時に、第i組に属する変化率に対応する全ての電池部1に対して特定劣化判定を成し、下記式(B4)の不成立時には、第i組に属する変化率に対応する全ての電池部1に対して特定劣化判定を成さない。この判定処理を、iに2、3及び4の夫々を代入した上で行う。例えば、i=4であるときにのみ式(B4)が成立する場合、第2及び第3組に属する変化率に対応する電池部1、即ち電池部1[4]及び1[5]には特定劣化判定が成されず、一方で、第4組に属する変化率に対応する電池部1、即ち電池部1[6]~1[9]に対しては全て特定劣化判定が成される。
 |VREP[1]-VREP[i]|≧TH          …(B4)
 判定部51は、第1組に属する変化率に対応する電池部1(即ち、電池部1[1]~1[3])に対しては、全て、式(B4)の成否に関わらず特定劣化判定を成さない。第1組に対応する電池部1は、電池部1[1]~1[9]の中で相対的に満充電容量が大きく、相対的に劣化度合いが低いと考えられるからである。尚、変化率VCR[1]~VCR[9]の分類の仕方は上記説明に限定されず、例えば、上記の不等式 “VCR[1]-VCR[4]>Δε”の代わりに不等式“VCR[3]-VCR[4]>Δε”を想定したり、変化率VCR[1]~VCR[9]に対してクラスタリングを行うことで分類を実現することも可能である。
 第10実施例によっても第7~第9実施例と同様の効果が得られる。図10に示される電流値例では、劣化状態が似通った複数の電池部1[6]~1[9]が存在している。従って、図10に示される電流値例に対して第7~第9実施例の方法を適用した場合、電池部1[9]、1[8]、1[7]及び1[6]に対する特定劣化判定が互いに異なるタイミングで順次成され、結果、電池部1[9]、1[8]、1[7]及び1[6]の交換を4回に分けて行う必要が生じうる。第10実施例では、Δεの範囲内の電流値が1つの組にまとめられ、組全体に対して劣化に関する判定処理が成されるため、頻繁な電池部交換を抑制することが可能となる。
 第10実施例では、VREP[1]及びVREP[i]が夫々第1及び第2対比量に相当する。判定部51は、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも大きいとき、VREP[i]に対応する1以上の電池部1に対して特定劣化判定を成し、第1及び第2対比量間の差が所定の基準よりも小さいとき、VREP[i]に対応する1以上の電池部1に対して特定劣化判定を成さない。第6実施例で述べたように、第1及び第2対比量間の差と所定の基準との大小関係を、第1及び第2対比量間の比を用いて評価してもよい(後述の変形技術β及びβについても同様)。
 上述の第10実施例に対する第1の変形技術βを説明する。第5実施例に対する変形技術αと同様に、変形技術βにおいて、判定部51は、変化率VCR[i]に対して下記式(B5)の成否を判定し、式(B5)の成立時には電池部1[i]に対して特定劣化判定を成す一方、式(B5)の不成立時には電池部1[i]に対して特定劣化判定を成さないようにしてもよい。判定部51は、この特定劣化判定を成すか否かの判定処理を、電池部1[1]~1[9]の夫々に対して行う。尚、式(B5)における不等号“≧”を不等号“>”に変更しても構わない。
 |VREF-VCR[i]|≧THB2             …(B5)
 変化率VCR[1]~VCR[9]の平均値又は中間値を基準変化率(統計量)VREFとして用いることができる。従って、変形技術βでは、全体集団から飛びぬけた変化率を有する電池部1に対し、特定劣化判定が成される。THB2は、正の値を持つ変化率である。変化率THB2は、予め定められた固定値であっても良い。或いは、変化率VCR[1]~VCR[9]の標準偏差のk倍をTHB2に代入しても良い(kは正の所定値)。
 上述の第5実施例に対する第2の変形技術βを説明する。第5実施例に対する変形技術αと同様に、変形技術βにおける判定部51は、電池部1[1]~1[9]の全てに対し一括して劣化判定(特定劣化判定を成すか否かの処理)を行う。即ち、変形技術βにおける判定部51は、変化率VCR[1]~VCR[9]のばらつきを求め、ばらつきが所定の基準値を上回った場合に、複数の電池部1において劣化が進行していると判断して、電池部1[1]~1[9]の全てに対して特定劣化判定を成す。判定部51は、当該ばらつきが上記基準値を上回っていない場合には電池部1[1]~1[9]の全てに対して特定劣化判定を成さない。変化率VCR[1]~VCR[9]のばらつきは、例えば、変化率VCR[1]~VCR[9]の標準偏差又は分散である。
 <<変形等>>
 本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈1~注釈3を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
[注釈1]
 図2に示される電池システムの全部又は一部を、様々な他のシステム、機器などに搭載することができる。例えば、主制御部11、電池ブロック12、スイッチング回路13、ブレーカ14及び記憶部15を含む電池システムを、電池ブロック12の放電電力を用いて駆動する移動体(電動車両、船、航空機、エレベータ、歩行ロボット等)又は電子機器(パーソナルコンピュータ、携帯端末等)に搭載しても良いし、家屋や工場の電力システムに組み込んでも良い。
[注釈2]
 主制御部11又は判定部51を、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。ソフトウェアを用いて実現される機能をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置(例えばコンピュータ)上で実行することによって、その機能を実現するようにしてもよい。
[注釈3]
 上述の実施形態において、判定部51は、電池部1[i]に特定劣化判定を成すか否かによって、電池部1[i]の劣化状態を2段階で判定している。2段階の劣化状態の内、一方(特定劣化判定を成さない状態)を電池部1[i]が劣化していない状態に対応させ、他方(特定劣化判定を成す状態)を電池部1[i]が劣化している状態に対応させることが可能である。即ち、判定部51は、電池部1[i]に特定劣化判定を成すか否かによって、電池部1[i]が劣化しているか否かを判定している、と考えることができる。
 BU 電池ユニット
  1 電池部
  2 電圧測定器
  3 電流測定器
 11 主制御部
 12 電池ブロック
 13 スイッチング回路
 51 電池劣化状態判定部

Claims (10)

  1.  各々が1以上の二次電池から成る複数の電池部に対する電池劣化判定装置であって、前記複数の電池部は、互いに並列接続され、
     当該電池劣化判定装置は、前記複数の電池部における放電又は充電の電流値を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする電池劣化判定装置。
  2.  前記複数の電池部は、第1及び第2電池部を含み、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1電池部の放電又は充電の電流値である第1電流値と、前記第2電池部の放電又は充電の電流値である第2電流値とを対比することにより、前記第1及び第2電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池劣化判定装置。
  3.  当該電池劣化判定装置は、前記第1及び第2電流値間の差が所定の基準よりも大きく且つ前記第2電流値が前記第1電流値よりも小さいとき、前記第2電池部が劣化していると判定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の電池劣化判定装置。
  4.  前記複数の電池部は、第1~第m電池部から成り(mは3以上の整数)、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1~第m電池部の放電又は充電の電流値である第1~第m電流値の中から最大電流値と他の電流値である(m-1)個の非最大電流値を抽出し、前記最大電流値と各非最大電流値を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池劣化判定装置。
  5.  前記複数の電池部は、第1~第m電池部から成り(mは3以上の整数)、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1~第m電池部の放電又は充電の電流値である第1~第m電流値の内、所定の第1範囲内に収まる1以上の電流値を第1組に分類するとともに、所定の第2範囲内に収まる1以上の電流値を第2組に分類し、
     前記第1及び第2範囲は互いに重複しない範囲であり、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1組に属する電流値に基づく統計量と、前記第2組に属する電流値に基づく統計量とを対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池劣化判定装置。
  6.  各々が1以上の二次電池から成る複数の電池部に対する電池劣化判定装置であって、前記複数の電池部は、互いに直列接続され、
     当該電池劣化判定装置は、前記複数の電池部の充電又は放電の際における前記複数の電池部の出力電圧の変化率を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする電池劣化判定装置。
  7.  前記複数の電池部は、第1及び第2電池部を含み、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1電池部の出力電圧の変化率である第1変化率と、前記第2電池部の出力電圧の変化率である第2変化率とを対比することにより、前記第1及び第2電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項6に記載の電池劣化判定装置。
  8.  当該電池劣化判定装置は、前記第1及び第2変化率間の差が所定の基準よりも大きく且つ前記第2変化率が前記第1変化率よりも大きいとき、前記第2電池部が劣化していると判定する
    ことを特徴とする請求項7に記載の電池劣化判定装置。
  9.  前記複数の電池部は、第1~第m電池部から成り(mは3以上の整数)、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1~第m電池部の出力電圧の変化率である第1~第m変化率の中から最小変化率と他の変化率である(m-1)個の非最小変化率を抽出し、前記最小変化率と各非最小変化率を対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項6に記載の電池劣化判定装置。
  10.  前記複数の電池部は、第1~第m電池部から成り(mは3以上の整数)、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1~第m電池部の出力電圧の変化率である第1~第m変化率の内、所定の第1範囲内に収まる1以上の変化率を第1組に分類するとともに、所定の第2範囲内に収まる1以上の変化率を第2組に分類し、
     前記第1及び第2範囲は互いに重複しない範囲であり、
     当該電池劣化判定装置は、前記第1組に属する変化率に基づく統計量と、前記第2組に属する変化率に基づく統計量とを対比することにより、各電池部が劣化しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項6に記載の電池劣化判定装置。
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