CN101542306B - 蓄电装置的异常检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常的装置、方法、程序以及记录该程序的可由计算机读取的记录介质。该装置，当从多个蓄电部的均匀化处理的时间间隔判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，从在该判定之后测定的蓄电装置的充放电容量算出异常判定值，利用该异常判定值来判定蓄电装置是否处于异常状态。

Description

蓄电装置的异常检测装置及方法
技术领域
本发明涉及对搭载于电源系统的蓄电装置进行异常检测的蓄电装置的异常检测装置、蓄电装置的异常检测方法、蓄电装置的异常检测程序以及记录蓄电装置的异常检测程序的可由计算机读取的记录介质。特别是，本发明涉及自蓄电装置出现异常发生的征兆的时刻起就开始异常检测，从而提高异常检测精度的蓄电装置的异常检测装置、蓄电装置的异常检测方法、蓄电装置的异常检测程序以及记录蓄电装置的异常检测程序的可由计算机读取的记录介质。
背景技术
近年来，蓄电装置有时例如与太阳能电池等发电装置组合，作为电源系统而被利用。发电装置利用太阳光、风力、水力等自然能(energy)发电。这种组合了蓄电装置的电源系统通过将剩余的电力蓄积到蓄电装置，并在负载装置需要时从蓄电装置供电，以求提高能源效率。
作为所涉及的电源系统的一个例子，可列举太阳光发电系统。在太阳光发电系统中，当太阳光的发电量多于负载装置的消耗电量时，用剩余电力对蓄电装置进行充电。相反，当发电量少于负载装置的消耗电量时，为了补充不足的电力，从蓄电装置释放的电力被供给至负载装置。
另外，在太阳光发电系统中，为了将剩余电力有效率地充电到蓄电装置而避免表示蓄电装置的充电状态(State Of Charge)的残存容量(以下称为“SOC”)增加至100％，并且，为了在需要时对负载装置供给电力而避免SOC下降至0(零)，进行充放电控制。具体而言，通常，对蓄电装置进行控制让SOC在20％至80％的范围内变化。
这种原理也被利用于使用发动机和电动机的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle、以下称为“HEV”)。当发动机的输出大于行驶所需要的动力时，HEV用剩余的电力驱动发电机，对蓄电装置进行充电。而且，当车辆制动或减速时，HEV将电动机作为发电机而利用，以此对蓄电装置进行充电。
最近，有效利用夜间电力的负载均衡化电源(load leveling power supply)、插电式混合动力车(plug-in HEV）受到关注。负载均衡化电源是电力消耗少的系统。在电费便宜的夜间将电力储存到蓄电装置，在电力消耗达到高峰的白天利用储存的电力。其目的在于，通过将电力消耗量平滑化，从而使电力的发电量为一定，对电力设备的有效率运用和设备投资的削减作出贡献。
另一方面，插电式混合动力车利用夜间电力。在燃油效率(fuel efficiency)差的城市街道行驶时以从蓄电装置供给电力的EV行驶为主，长距离行驶时进行利用发动机和电动机的HEV行驶。插电式混合动力车以削减CO2的总排放量为目的。
另外，搭载于上述的电源系统等的蓄电装置，通过串联连接多个蓄电元件(单电池、单元电池(unit battery)等)而构成。在这种蓄电装置中，各个蓄电元件有可能发生容量不一致。此时，如果对蓄电装置以大电流进行深放电，容量小的蓄电元件与其他元件相比更会被过放电。其结果，被过放电的元件劣化，蓄电装置整体的寿命也会降低。
为了抑制这种蓄电装置的寿命劣化，通常控制为，如发生容量不一致，使用均匀化方法消除容量不一致。但是，如果蓄电装置劣化，容量会减少，内阻也会上升。因此，即使执行均匀化使容量一致，当流过大电流时，由于内阻的上升电压下降会变大，容易达到下限电压。其结果，蓄电装置的劣化被加速，电池的安全性降低。因此，早期且准确地检测蓄电装置的劣化变得重要，作为其检测方法，提出有如下所示的方案。
例如，日本专利公开公报特开2003-282156号(以下称作“专利文献1”)中，作为检测电池的劣化的方法，公开了在均匀化放电处理后进行规定量的放电，基于结束后的电压判定电池的劣化的方法。另外，日本专利公开公报特开平7-160972号(以下称作“专利文献2”)中，公开了对电池的累积电流使用量进行计数，当该计数值达到规定值以上时判定为寿数已尽的方法。但是，上述判定方法具有如下所示的问题。
在专利文献1所公开的方法中，由于在均匀化放电处理后再进行规定量的放电，导致进一步降低蓄电装置的充电状态。因此，存在能供应到负载装置的能量(使用时间)降低，蓄电装置的便利性降低的问题。
在专利文献2所公开的方法中，能够自电池的初始状态起对电池的累积电流使用量进行计数，推测平均的蓄电元件的异常状态。但是，一般而言，蓄电元件达到至异常状态的期间很大程度受其使用环境、使用情况的影响。因此，在由多个蓄电元件构成的蓄电装置中，其蓄电元件间的劣化不一致会对自电池的初始状态起的计数值造成影响。所以，难以精度良好地推定蓄电装置整体的异常状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过早期且准确地检测出蓄电装置的异常，从而能够确保蓄电装置的安全性的蓄电装置的异常检测装置。
本发明所涉及的蓄电装置的异常检测装置，用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常，包括：均匀化处理部，多次执行使上述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理；均匀化处理间隔算出部，当上述均匀化处理部结束一均匀化处理时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与上述一均匀化处理的时间间隔；异常发生警告判定部，当上述均匀化处理间隔算出部算出的时间间隔短于被设定成应判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态；异常判定值算出部，当上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的上述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值；异常判定处理部，判定上述异常判定值算出部算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为上述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该被设定的条件时，判定为上述蓄电装置处于异常状态。
在上述蓄电装置的异常检测装置中，每当均匀化处理部执行的均匀化处理结束时，算出与之前的均匀化处理的时间间隔，当该时间间隔短于预先设定的时间时，首先判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态。接着，仅在判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，测定蓄电装置的充放电容量等，详细判定蓄电装置是否完全处于异常状态。因此，通过算出执行均匀化处理的时间间隔，始终容易地监视蓄电装置的异常状态，从而能够早期发现蓄电装置的异常发生的征兆。而且，当判定为接近异常状态时，通过进一步进行详细的异常判定，能够准确检测蓄电装置的异常。
特别是，在上述蓄电装置的异常检测装置中，利用根据均匀化处理的时间间隔被判定为接近异常之后的、蓄电装置的充放电容量等的测定值进行详细的异常判定，因此，与利用自蓄电装置未发生异常的初始状态起测定的值进行判定的情况相比，更能提高判定的精度。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施例1所涉及的蓄电装置的异常检测装置的电源系统的结构的图。
图2(A)是表示图1的异常判定处理部的结构的图，图2(B)是用于说明图2(A)的基准值文件的图。
图3是表示本发明的实施例1的控制部的结构的图。
图4是表示本发明的实施例1所涉及的蓄电装置的异常检测方法的处理步骤的流程图(其一)。
图5是表示本发明的实施例1所涉及的蓄电装置的异常检测方法的处理步骤的流程图(其二)。
图6是表示本发明的实施例2的控制部的结构的图。
图7是用于说明图6的计数值算出信息文件的图。
图8是表示本发明的实施例2所涉及的蓄电装置的异常检测方法的处理步骤的流程图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下附图的记载中，对相同要素或类似的要素标注相同或类似的符号，有时省略说明。
(实施例1)
图1是表示具备本发明的实施例1所涉及的蓄电装置的异常检测装置的电源系统的结构的图。在图1中，本发明的实施例1所涉及的电源系统10包括：发电装置100，由太阳光、风力、水力等自然能发电；蓄电装置300，储存来自发电装置100的剩余电力，根据需要对基于电力供给而被驱动的负载装置200供应该储存的电力；充放电控制装置400，控制蓄电装置300的充放电；异常检测装置500，对蓄电装置300进行后述的异常检测处理；综合控制ECU(Electronic Control Unit)600，与异常检测装置500及充放电控制装置400连接，控制整个电源系统10。
发电装置100是例如太阳光发电装置(太阳能电池)、风力发电装置、水力发电装置等利用自然能的发电装置。也包括将发动机作为动力源的发电机。负载装置200包括基于电力供给而被驱动的各种负载，除了周知的装置以外，还可以考虑利用自然能和发电机(如燃料电池)的发电的加氢站(Hydrogen Station)等。
蓄电装置300将N个蓄电元件块B1、B2、……、BN串联连接而构成。另外，各蓄电元件块B1、B2、……、BN分别将多个蓄电元件301电串联连接而构成。作为各蓄电元件301可以使用镍氢电池等碱性蓄电池、锂离子电池等有机电池、以及双电层电容器(electric double-layer capacitor)。此外，蓄电元件块的数量N、各蓄电元件块所包含的蓄电元件301的数量并不特别限定。另外，蓄电装置300也不限定于图1的结构。
充放电控制装置400分别与发电装置100、负载装置200及蓄电装置300连接，控制从发电装置100向蓄电装置300的充电和从蓄电装置300向负载装置200的放电。充放电控制装置400将发电装置100输出的电力之中对负载装置200来说过剩的电力充电到蓄电装置300。另一方面，当负载装置200的消耗电流急剧增加时，或者，发电装置100的发电量降低，负载装置200要求的电力超过发电装置100的发电量时，充放电控制装置400将该不足部分的电力从蓄电装置300放电至负载装置200。
充放电控制装置400进行的充放电控制，通常使蓄电装置300的SOC进入20％至80％程度的范围内。但是，在有效利用夜间电力的负载均衡化电源、插电式混合动力车等中，控制成充电至SOC为100％的状态，当负载装置200中需要能量时进行放电。
接下来，利用图1对本发明的实施例1所涉及的异常检测装置500进行说明。在图1中，异常检测装置500包括：电压测定部501，测定蓄电装置300的电压值；电流测定部502，测定蓄电装置300的电流值；温度测定部503，测定蓄电装置300的温度；均匀化处理部504，对蓄电装置300的蓄电元件块B1、B2、……、BN间的容量或电压的不一致进行均匀化处理；异常判定处理部510，对蓄电装置300的蓄电元件块B1、B2、……、BN进行异常判定处理；通信部505，用于与综合控制ECU600之间进行通信；控制部520，控制异常检测装置500内的各部。
电压测定部501以规定的周期按时间序列测定蓄电装置300的N个蓄电元件块B1、B2、……、BN的各端子间电压V0、V1、V2、……VN-1、VN。将测定的每个蓄电元件块的端子间电压由模拟信号转换为数字信号，将每个块的端子间电压数据以及它们的和值作为蓄电装置300的电压数据VD而输出。从电压测定部501到控制部520的数据输出以预先确定的周期进行。作为按时间序列测定每个蓄电元件块的端子间电压的方法，已知例如快速电容器方式(flying capacitor method)。
电流测定部502利用电流传感器302以规定的周期测定蓄电装置300的充放电电流I。将测定的充放电电流I由模拟信号转换为数字信号，与表示充电方向(+)和放电方向(-)的符号C(Charge)/D(Discharge)一起作为电流数据ID而输出。从电流测定部502到控制部520的数据输出也和从电压测定部501的数据输出同样，以预先确定的周期进行。在此，电流传感器302由电阻元件、电流互感器(current transformer)等构成。
温度测定部503利用配置于蓄电装置300内的温度传感器303以规定的周期测定蓄电装置300内的温度。将测定的温度由模拟信号转换为数字信号并作为温度数据T以预先确定的周期向控制部520输出。
控制部520在规定期间(如1天以内的期间)进行从电流测定部502输出的电流数据ID的累计，算出累计容量Q。在累计时，当与电流数据ID一起接收的符号C/D表示充电方向(+)时，对电流数据ID乘上充电效率(小于1的系数，例如0.8)。控制部520利用累计容量Q预测残存容量SOC并将其存储。
在此，如上所示虽然是利用累计容量Q求出了SOC，但本实施例并不限于此。例如，也可以就充电方向(+)与放电方向(-)取得由电压数据VD和电流数据ID构成的多个成对数据(pairs of data)，并将这些成对数据直线(VD-ID直线)近似化，从其近似直线的电压截取(voltage intercept)求出无负载电压Vo，将从无负载电压Vo减去蓄电装置300的内阻和极化成分导致的电压下降而得到的电动势Vemf作为索引，参考预先通过实验求出的电动势-SOC特性表求出SOC。而且，在蓄电装置300的温度变化大的用途中，也可以将从温度测定部503输出的温度数据T作为上述电动势SOC特性表的修正参数。
均匀化处理部504，当蓄电装置300的蓄电元件块B1、B2、……、BN的端子间电压V0、V1、V2、……、VN-1、VN间的不一致(vary)变大时，基于控制部520的指示，对蓄电装置300的蓄电元件块B1、B2、……、BN进行均匀化处理。在此，均匀化处理部504虽然当蓄电元件块间的端子间电压的不一致变大时，对蓄电元件块的端子间电压进行均匀化，但也可以当蓄电元件块的容量的不一致变大时，对蓄电元件块间的容量进行均匀化。
在此，对均匀化处理部504的均匀化处理进行说明。如图1所示，蓄电装置300的各蓄电元件块B1、B2、……、BN的各两端子之间连接有放电电路304。放电电路304由电阻305和开关306构成，各开关306的开和闭由均匀化处理部504控制。
控制部520从各蓄电元件块B1、B2、……、BN的端子间电压之中求出最大电压值和最小电压值，并算出其电压差。而且，当规定量的电压差产生时，将其最小电压值设定为目标电压值。均匀化处理部504分别算出与该目标电压值与各蓄电元件块B1、B2、……、BN的端子间电压之差相对应的放电时间。然后，将各蓄电元件块B1、B2、……、BN的放电电路304的开关306在所算出的放电时间关闭，让放电电路304为接通状态。据此，使端子间电压大于目标电压值的蓄电元件块通过电阻305恒阻放电。均匀化处理部504边监视各蓄电元件块的端子间电压，边进行各块的放电，内置能够测量该监视时间的计时器(timer)。
虽然上述均匀化处理采用了恒阻放电，但也可利用可变电阻处理。反过来讲，通过将各蓄电元件块充电至规定电压来实现均匀化也无妨。
接下来，对异常检测装置500的异常判定处理部510进行说明。图2(A)是表示异常判定处理部510的结构的图，图2(B)是用于说明图2(A)的基准值文件513的图。如图2(A)所示，异常判定处理部510包括：比较部511，将来自控制部520的异常判定值与规定的基准值进行比较；判定部512，从比较部511的比较结果判定蓄电装置300的异常，并输出到控制部520；基准值文件513，分别与比较部511以及判定部512连接，包含多个异常判定值以及与各异常判定值相对应的多个基准值。基准值文件513，如图2(B)所示，基准值(基准值A、基准值B、……)与异常判定值(总充放电容量、总充电容量、……)相对应，根据来自控制部520的异常判定值选择基准值。
接下来，对本发明的实施例1所涉及的异常检测装置的动作，即蓄电装置的异常检测方法进行说明。图3是表示用于实现本实施例所涉及的异常检测方法的控制部520所具备的结构的图。另外，图4和图5是表示本实施例所涉及的异常检测方法的处理步骤的流程图，其中，图4是表示控制部520和均匀化处理部504执行的蓄电装置的均匀化处理的步骤的流程图，图5是表示控制部520和异常判定处理部510执行的蓄电装置的异常判定处理的步骤的流程图。本实施例所涉及的异常检测方法在实施图4的均匀化处理后，进行图5的异常判定处理。
首先，利用图3对控制部520的结构进行说明。如上所述，控制部520控制异常检测装置500内的各部，为了执行后述的均匀化处理和异常判定处理，例如具备如下结构。即，如图3所示，控制部520具备以下结构即可：均匀化处理结束时刻存储部521，每当蓄电装置300的均匀化处理结束时存储其结束时刻；均匀化处理间隔算出部522，从存储于均匀化处理结束时刻存储部521的各结束时刻算出均匀化处理的执行间隔；异常发生警告判定部523，从均匀化处理间隔算出部522的算出结果判定蓄电装置300中是否出现异常发生的征兆；标志存储部524，当异常发生警告判定部523判定为出现异常发生的征兆时，让表示异常发生警告的先行标志(Pre_Flag)立起(Pre_Flag＝1)；异常判定值算出部525，当标志存储部524中的先行标志立起时，基于从图1的电流测定部502和温度测定部503取得的电流数据ID、温度数据T，算出在异常判定处理中使用的异常判定值。
接下来，利用图3和图4对蓄电装置300的均匀化处理步骤进行说明。如图4所示，控制部520从电压测定部501按时间序列取得包含蓄电装置300的各蓄电元件块B1、B2、……、BN的端子间电压的电压数据VD(步骤S101)。控制部520从取得的电压数据VD求出各蓄电元件块B1、B2、……、BN的端子间电压的最大电压值和最小电压值，从求出的最大电压值与最小电压值算出它们的电压差(步骤S102)。然后，判定该电压差是否在规定值以上(步骤S103)。如果小于规定值(步骤S103为否)，则返回上述步骤S101。
如果在步骤S102中算出的电压差在规定值以上(步骤S103为是)，控制部520将在上述步骤S102中求出的最小电压值设定为目标电压值，指示均匀化处理部504开始均匀化处理。收到指示的均匀化处理部504通过让除最小端子间电压的蓄电元件块以外的其他所有蓄电元件块放电，从而开始均匀化处理。均匀化处理部504在开始均匀化处理时，接通均匀化处理对象的蓄电元件块的各个放电电路304(步骤S104)。
均匀化处理部504在均匀化处理开始之后，开始检查各蓄电元件块的端子间电压(步骤S105)，同时启动内置计时器(步骤S106)。而且，均匀化处理部504，例如从图1的蓄电元件块B1(计数数字N＝1)开始检查端子间电压(步骤S107)。
如果蓄电元件块B1的放电电路304处于接通状态(步骤S108为是)，则判定该蓄电元件块B1的端子间电压是否在目标电压值以下(步骤S109)。如果蓄电元件块B1的端子间电压在目标电压值以下(步骤S109为是)，均匀化处理部504断开块B1的放电电路304，结束来自块B1的放电(步骤S110)。
在步骤S110中断开蓄电元件块B1的放电电路304之后，或在步骤S108中块B1的放电电路处于断开状态时(步骤S108为否)，或在步骤S109中块B1的端子间电压超过目标值时(步骤S109为否)，均匀化处理部504使计数数字N增加1(步骤S111)，并判定增加后的计数数字N是否超过图1的蓄电元件块的数量(步骤S112)。如果计数数字N未超过总块数(步骤S112为否)，再次返回步骤S108，反复执行步骤S108至步骤S112。
在步骤S112中，当计数数字N超过总块数时(步骤S112为是)，则判定在步骤S106中启动的内置计时器的测量时间是否经过规定的时间(步骤S113)，当已经过规定的时间时(步骤S113为是)，均匀化处理结束。
在步骤S113中判定为未经过规定的时间时(步骤S113为否)，如果均匀化处理对象的蓄电元件块之中存在放电电路304处于接通状态下，正在进行均匀化处理的对象(步骤S114为是)，就返回步骤S107，从计数数字N＝1开始再次反复执行步骤S107至步骤S114。
另一方面，如果所有放电电路304处于断开状态下，没有正在进行均匀化处理的对象(步骤S114为否)，控制部520将均匀化处理的结束时刻存储到均匀化处理结束时刻存储部521，并且均匀化处理间隔算出部522算出自上次均匀化处理的结束时刻起的间隔(均匀化处理间隔)(步骤S115)。
异常发生警告判定部523比较在步骤S115中算出的均匀化处理间隔是否在规定值以下，如果在规定值以下(步骤S116为是)，就判定为蓄电装置300中有异常发生的征兆，让先行标志(Pre_Flag)在标志存储部524中立起(Pre_Flag＝1)(步骤S117)。另一方面，如果超过规定值(步骤S116为否)，就判定为蓄电装置300中没有异常发生的征兆，结束处理。当在步骤S117先行标志已立起时，进入图5所示的异常判定处理。
接下来，利用图3和图5对蓄电装置300的异常判定处理步骤进行说明。如图5所示，当先行标志(Pre_Flag)立起(Pre_Flag＝1)时(步骤S201为是)，发出蓄电装置300有异常发生的征兆、即处于“接近异常状态的状态”的异常发生警告。然后，基于该异常发生警告开始异常判定处理。
控制部520的异常判定值算出部525，当标志存储部524中先行标志立起时，算出在异常判定处理部510的异常判定处理中所使用的异常判定值。在本实施例中，异常判定值算出部525，利用来自电流测定部502的电流数据ID，累计例如在规定期间内蓄电装置300被充放电的电流值的绝对值，算出其总量(总充放电容量)来作为异常判定值(步骤S202)。
在此重要的是，异常判定值算出部525是利用先行标志立起后所测定的蓄电装置300的电流数据ID来算出该总充放电容量的。即在本实施例中，以蓄电装置300接近异常状态的时刻作为起算点，将在该起算点以后测定的蓄电装置300的总充放电容量作为异常判定值。因此，与利用自蓄电装置300的初始状态起测定的电流数据ID的情况不同，不会受到蓄电装置300内的蓄电元件301的劣化不一致的影响。所以，能够更高精度地进行蓄电装置300的异常检测。
返回图5，在步骤S202中算出的蓄电装置300的总充放电容量从控制部520输出到异常判定处理部510，异常判定处理部510的比较部511进行蓄电装置300的总充放电容量与基准值文件513内的规定的基准值的比较(步骤S203)。在此，为了进行与蓄电装置300的总充放电容量的比较，例如图2(B)所示，比较部511选择基准值文件513内的基准值A。如果小于基准值A(步骤S203为否)，就结束异常判定处理。
如果在步骤S203中为基准值A以上(步骤S203为是)，异常判定处理部510的判定部512，从该比较结果判定为蓄电装置300从“接近异常状态的状态”转移到了“完全异常状态”。异常判定处理部510将该判定结果输出到控制部520，控制部520让标志在标志存储部524中立起(步骤S204)。然后，利用通信部505通知综合控制ECU600蓄电装置300处于“完全异常状态”(步骤S205)，结束异常判定处理。
如以上说明，根据本发明的实施例1，能够首先判定蓄电装置300是否处于“接近异常状态的状态”，仅在被判定为“接近异常状态的状态”时，进行详细的异常判定。据此，将蓄电装置300成为“接近异常状态的状态”以后的蓄电装置300的总充放电容量作为异常判定值而利用，不会受蓄电装置300内的蓄电元件301的劣化不一致的影响，能够高精度地进行蓄电装置的异常检测。
在本实施例中，虽然在图5的步骤S202，是在先行标志立起之后累计在规定期间内蓄电装置300被充放电的电流值的绝对值来算出其总量(总充放电容量)作为异常判定值，但本发明并不限于此。例如，也可以先累计自上一次均匀化处理的结束时刻起至本次均匀化处理的结束时刻为止蓄电装置300被充放电的充放电容量的绝对值，仅在先行标志立起时，加上其后的累计值。
另外，在本实施例中，虽然将控制部520的异常判定值算出部525算出的异常判定值作为充放电容量的总和，但将蓄电装置300的充电电流的总和，或者放电电流的总和作为异常判定值而利用也无妨。
而且，在本实施例中，例如通过利用蓄电装置300的温度、充放电的电流值来修正异常判定值算出部525算出的异常判定值、基准值文件513内的基准值，能够使异常判定值、基准值更加准确。
在本实施例中，虽然在算出均匀化处理的间隔时，利用了与上一次均匀化处理的间隔，但并不局限于一定是与连续的上一次的均匀化处理的间隔。只要是已经执行的均匀化处理，即使是与两次前、三次前的均匀化处理的间隔也无妨。
而且，本实施例所涉及的异常检测方法也可以通过在微型计算机上执行程序来实现。即能够通过在微型计算机中安装用于实现图4和图5所示的各处理步骤的异常检测程序，并执行该异常检测程序来实现。
通过微型计算机读入该蓄电元件的异常检测程序，并执行该程序，从而实现异常检测装置500的异常检测方法。在微型计算机的存储部安装该程序，在微型计算机的运算部(Central Processing Unit：CPU)执行该程序即可。
另外，也可以让图1的充放电控制装置400具有异常检测装置500的功能。此时，例如，在构成充放电控制装置400的微型计算机中安装上述异常检测程序，并执行该程序即可。当然，也可以在异常检测装置500中设置充放电控制装置400的功能。而且，也可以让图1的负载装置200具有异常检测装置500的功能。
(实施例2)
接下来，对本发明的实施例2进行说明。上述实施例1所涉及的异常检测方法在图5的异常判定处理的步骤S202中，利用蓄电装置300的总充放电容量作为异常判定处理中所使用的异常判定值。而本实施例利用蓄电装置300的充放电电流的累计计数值作为异常判定值。
下面，对本发明的实施例2所涉及的异常检测方法进行说明。本实施例所涉及的异常检测方法的均匀化处理与上述实施例1相同。因此，下面对均匀化处理结束后的异常判定处理进行说明。
图6是表示用于实现本实施例所涉及的异常检测方法的控制部520所具有的结构的图，图7是用于说明图6的计数值算出信息文件526的内容的图。另外，图8是表示控制部520和异常判定处理部510执行的蓄电装置的异常判定处理的步骤的流程图。
首先，利用图6对本实施例2的控制部520的结构进行说明。控制部520具备：均匀化处理结束时刻存储部521，每当蓄电装置300的均匀化处理结束时存储其结束时刻；均匀化处理间隔算出部522，从存储于均匀化处理结束时刻存储部521的各结束时刻算出均匀化处理的执行间隔；异常发生警告判定部523，从均匀化处理间隔算出部522的算出结果判定蓄电装置300中是否出现异常发生的征兆；标志存储部524，当异常发生警告判定部523判定为出现异常发生的征兆时，让表示异常发生警告的先行标志(Pre_Flag)立起(Pre_Flag＝1)；异常判定值算出部525，当标志存储部524中的先行标志立起时，基于从图1的电流测定部502、温度测定部503取得的电流数据ID、温度数据T，算出异常判定处理中所利用的异常判定值。
以上与图3的实施例1的控制部520的结构相同，但图6的实施例2的控制部520还包括计数值算出信息文件526。计数值算出信息文件526是表示在异常判定值算出部525计数蓄电装置300的充放电电流的规定期间的平均值时，对各平均值所分配的计数值的文件。如图7所示，计数值算出信息文件526中准备有多个各平均值应被包含的范围，针对各范围设定有计数值。异常判定值算出部525，当各平均值被算出时，确定该平均值被包含的范围，得到该范围的计数值。然后，每当算出各平均值时累计如此得到的计数值，算出异常判定值。
接下来，对本实施例所涉及的异常判定处理步骤进行说明。如图8所示，当先行标志(Pre_Flag)被立起(Pre_Flag＝1)时(步骤S301为是)，就判定为蓄电装置300有异常发生的征兆、即判定为蓄电装置300处于“接近异常状态的状态”，异常判定处理开始。
控制部520的异常判定值算出部525，当标志存储部524中的先行标志立起时，算出异常判定处理部510的异常判定处理中所利用的异常判定值。在本实施例中，利用来自电流测定部502的电流数据ID，每个规定期间算出充放电电流的平均值，并从计数值算出信息文件526取得各平均值的计数值，在规定的测量时间累计所取得的计数值(步骤S302)。
然后，在步骤S302中算出的蓄电装置300的累计计数值从控制部520输出到异常判定处理部510，异常判定处理部510的比较部511进行蓄电装置300的累计计数值与基准值文件513内的规定的基准值的比较(步骤S303)。如果小于基准值(步骤S303为否)，就结束异常判定处理。
如果在步骤S303中为基准值以上(步骤S303为是)，判定部512从该比较结果判定蓄电装置300从“接近异常状态的状态”转移到了“完全异常状态”。异常判定处理部510将该判定结果输出到控制部520，控制部520让标志在标志存储部524中立起(步骤S304)。然后，利用通信部505通知综合控制ECU600蓄电装置300处于“完全异常状态”(步骤S305)，结束异常判定处理。
如以上说明，根据本发明的实施例2，能够利用蓄电装置300成为“接近异常状态的状态”以后的蓄电装置300的充放电电流的电流计数值进行蓄电装置300的异常检测，据此，不会受蓄电装置300内的蓄电元件301的劣化不一致的影响，能够高精度地进行蓄电装置的异常检测。
另外，根据本实施例，算出规定间隔的充放电电流的平均值，并累计其计数值。因此，即使流过大电流，规定间隔的电流值能够通过缩短其间隔而减小，据此，能够准确进行该累计。因此，通过利用准确的计数值，能够进一步提高异常检测的精度。
在本实施例中，虽然根据蓄电装置300的充放电电流的电流值进行计数，但也可以根据蓄电装置300的温度进行计数，且也可以并用。
在本实施例中，图8的步骤S302中算出充放电电流的平均值的间隔例如设为1秒左右即可。当然，也可以根据蓄电装置300的使用环境和情况适当设定。
另外，在本实施例中，通过利用蓄电装置300的温度、充放电的电流值来修正异常判定值算出部525算出的异常判定值、基准值文件513内的基准值，能够使异常判定值、基准值更加准确。
根据上述各实施例概括本发明如下。即，本发明所涉及的蓄电装置的异常检测装置，用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而成的蓄电装置的异常，包括：均匀化处理部，多次执行使上述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理；均匀化处理间隔算出部，当上述均匀化处理部结束了一均匀化处理时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与上述结束的一均匀化处理的时间间隔；异常发生警告判定部，当上述均匀化处理间隔算出部算出的时间间隔短于被设定成应判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态；异常判定值算出部，当上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的上述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值；异常判定处理部，判定上述异常判定值算出部算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为上述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该被设定的条件时，判定为上述蓄电装置处于异常状态。在此，“蓄电部”是指，例如图1所示，包含至少一个蓄电元件的蓄电元件块B1、B2、......、BN。当然，其数量、连接关系并不限定于图1的结构，只要包含至少一个蓄电元件即可。
在上述的蓄电装置的异常检测装置中，每当均匀化处理部执行的均匀化处理结束时，算出与之前的均匀化处理的时间间隔，当该时间间隔短于预先设定的时间时，首先判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态。然后，仅在判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，测定蓄电装置的充放电容量等，详细判定蓄电装置是否完全处于异常状态。因此，通过算出执行均匀化处理的时间间隔，始终容易地监视蓄电装置的异常状态，从而能够早期发现蓄电装置的异常发生的征兆。而且，当判定为接近异常状态时，通过进一步进行详细的异常判定，能够准确检测蓄电装置的异常。
特别是上述蓄电装置的异常检测装置中，利用在根据均匀化处理的时间间隔判定为接近异常以后的、蓄电装置的充放电容量等的测定值进行详细的异常判定，所以与利用自蓄电装置未发生异常的初始状态起测定的值进行判定的情况相比，更能提高判定的精度。
较为理想的是，还包括存储部，每当上述均匀化处理部结束一均匀化处理时，存储该一均匀化处理的结束时刻，其中，上述均匀化处理间隔算出部，当上述均匀化处理部结束一均匀化处理时，从上述存储部取得先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理的结束时刻，算出自该先被执行的另一均匀化处理的结束时刻起经过的时间。
根据此结构，通过管理一均匀化处理的结束时刻，能够在均匀化处理的结束时刻，判定蓄电装置是否处于接近异常状态的状态，当判定为处于接近异常状态的状态时，能够迅速转移到下面的详细的异常判定。
较为理想的是，上述异常判定处理部包括：基准值文件，包含多个对应上述异常判定值算出部算出的异常判定值的种类而设定的基准值；比较部，被输入上述异常判定值算出部算出的异常判定值，从上述基准值文件取得对应于该被输入的异常判定值的基准值，比较该取得的基准值与上述被输入的异常判定值；判定部，根据上述被输入的异常判定值是否在上述所取得的基准值以上，判定是否满足上述被设定的条件。
根据此结构，只是比较异常判定值与对应于该异常判定值的种类的基准值，就能够判定蓄电装置是否处于异常状态。因此，能够高速执行蓄电装置是否处于异常状态的判定。
较为理想的是，上述异常判定值算出部算出的异常判定值，是在上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态之后，累计上述蓄电装置的充放电电流的电流值的绝对值而得到的值，上述异常判定处理部，根据该累计值是否在规定的基准值以上，判定是否满足上述被设定的条件。
根据此结构，由于当基于蓄电装置的充放电电流算出异常判定值时，累计充电电流与放电电流的电流值的绝对值，所以能够算出充放电电流的总和的电流值。
较为理想的是，上述异常判定值算出部算出的异常判定值，是在上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态之后，累计被设定为上述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一的每个规定期间的平均值设定的计数值而得到的值，上述异常判定处理部，根据该累计值是否在规定的基准值以上，判定是否满足上述被设定的条件。
根据此结构，由于算出每个规定期间的充放电电流等的平均值，累计对各平均值设定的计数值，因此，即使例如瞬间地流过大电流的情况下，也能够避免受其严重影响，更加准确地进行累计。
较为理想的是，还包括计数值文件，对针对上述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一而设定的多个有关每个规定期间的平均值应被包含的范围分别设定有计数值；上述异常判定值算出部，累计上述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一的有关每个规定期间的平均值被包含的范围的计数值。
根据此结构，由于将包含每个规定期间的各平均值的值在内的范围划分成多个，并对各范围分别设定一计数值，因此，计数值的数量与划分的范围的数量相同，计数值的管理变得容易。
较为理想的是，上述异常判定值算出部算出的异常判定值和上述异常判定处理部判定时所使用的基准值的各个值，基于上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态之后测定的、对上述蓄电装置进行充电或放电的电流值、上述蓄电装置的充电状态、以及上述蓄电装置的温度中的至少其中之一而被修正。
根据此结构，能够将异常判定值、基准值修正为符合蓄电装置的充电状态的值，据此，能够提高异常判定的精度。
本发明所涉及的蓄电装置的异常检测方法，检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常，包括以下步骤：多次执行使上述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理的第一步骤；当在上述第一步骤一均匀化处理结束时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与上述结束的一均匀化处理的时间间隔的第二步骤；当在上述第二步骤算出的时间间隔短于被设定成应判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的第三步骤；当在上述第三步骤判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的上述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值的第四步骤；判定在上述第四步骤算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为上述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该被设定的条件时，判定为上述蓄电装置处于异常状态的第五步骤。
在上述蓄电装置的异常检测方法中，每当均匀化处理部执行的均匀化处理结束时，算出与之前的均匀化处理的时间间隔，当该时间间隔短于预先设定的时间时，首先判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态。然后，仅在判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，测定蓄电装置的充放电容量等，详细判定蓄电装置是否完全处于异常状态。因此，通过算出执行均匀化处理的时间间隔，始终容易地监视蓄电装置的异常状态，从而能够早期发现蓄电装置的异常发生的征兆。而且，当判定为接近异常状态时，通过进一步进行详细的异常判定，能够准确检测蓄电装置的异常。
另外，在上述蓄电装置的异常检测方法中，由于利用在根据均匀化处理的时间间隔判定为接近异常以后的、蓄电装置的充放电容量等的测定值进行详细的异常判定，所以、与利用自蓄电装置未发生异常的初始状态起测定的值进行判定的情况相比，更能提高判定的精度。
本发明所涉及的蓄电装置的异常检测程序，用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常，使计算机作为以下的部发挥作用：均匀化处理部，多次要求使上述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理；均匀化处理间隔算出部，当被通知一均匀化处理结束时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与上述被通知的一均匀化处理的时间间隔；异常发生警告判定部，当上述均匀化处理间隔算出部算出的时间间隔短于被设定成应判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态；异常判定值算出部，当上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的上述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值；异常判定处理部，判定上述异常判定值算出部算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为上述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该设定的条件时，判定为上述蓄电装置处于异常状态。
在上述蓄电装置的异常检测程序中，每当均匀化处理部执行的均匀化处理结束时，算出与之前的均匀化处理的时间间隔，当该时间间隔短于预先设定的时间时，首先判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态。然后，仅在判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，测定蓄电装置的充放电容量等，详细判定蓄电装置是否完全处于异常状态。因此，通过算出执行均匀化处理的时间间隔，始终容易地监视蓄电装置的异常状态，从而能够早期发现蓄电装置的异常发生的征兆。而且，当判定为接近异常状态时，通过进一步进行详细的异常判定，能够准确检测蓄电装置的异常。
另外，在上述蓄电装置的异常检测程序中，由于利用在根据均匀化处理的时间间隔判定为接近异常以后的、蓄电装置的充放电容量等的测定值进行详细的异常判定，所以、与利用自蓄电装置未发生异常的初始状态起测定的值进行判定的情况相比，更能提高判定的精度。
本发明所涉及的记录介质，记录用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而成的蓄电装置的异常的蓄电装置的异常检测程序，并可由计算机读取，上述蓄电装置的异常检测程序使计算机作为以下的部发挥作用：均匀化处理部，多次要求使上述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理；均匀化处理间隔算出部，当被通知一均匀化处理结束时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与上述被通知的一均匀化处理的时间间隔；异常发生警告判定部，当上述均匀化处理间隔算出部算出的时间间隔短于被设定成应判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态；异常判定值算出部，当上述异常发生警告判定部判定为上述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的上述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值；异常判定处理部，判定上述异常判定值算出部算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为上述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该设定的条件时，判定为上述蓄电装置处于异常状态。
在上述记录于记录介质的蓄电装置的异常检测程序中，每当均匀化处理部执行的均匀化处理结束时，算出与之前的均匀化处理的时间间隔，当该时间间隔短于预先设定的时间时，首先判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态。然后，仅在判定为蓄电装置处于接近异常状态的状态时，测定蓄电装置的充放电容量等，详细判定蓄电装置是否完全处于异常状态。因此，通过算出执行均匀化处理的时间间隔，始终容易地监视蓄电装置的异常状态，从而能够早期发现蓄电装置的异常发生的征兆。而且，当判定为接近异常状态时，通过进一步进行详细的异常判定，能够准确检测蓄电装置的异常。
另外，在上述记录于记录介质的蓄电装置的异常检测程序中，由于利用在根据均匀化处理的时间间隔判定为接近异常以后的、蓄电装置的充放电容量等的测定值进行详细的异常判定，所以、与利用自蓄电装置未发生异常的初始状态起测定的值进行判定的情况相比，更能提高判定的精度。
产业上的可利用性
本发明的蓄电装置的异常检测装置、异常检测方法、异常检测程序以及记录异常检测程序的可由计算机读取的记录介质，对进行蓄电装置的均匀化处理的电源、设备有效，具有产业上的可利用性。

Claims (8)

1.一种蓄电装置的异常检测装置，用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常，其特征在于包括：
均匀化处理部，多次执行使所述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理；
均匀化处理间隔算出部，当所述均匀化处理部结束了一均匀化处理时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与所述结束的一均匀化处理的时间间隔；
异常发生警告判定部，当所述均匀化处理间隔算出部算出的时间间隔短于被设定成应判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态；
异常判定值算出部，当所述异常发生警告判定部判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用在该判定之后测定的所述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值；
异常判定处理部，判定所述异常判定值算出部算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为所述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该被设定的条件时，判定为所述蓄电装置处于异常状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于还包括：
存储部，每当所述均匀化处理部结束一均匀化处理时，存储该一均匀化处理的结束时刻，其中，
所述均匀化处理间隔算出部，当所述均匀化处理部结束一均匀化处理时，从所述存储部取得先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理的结束时刻，算出自该先被执行的另一均匀化处理的结束时刻起经过的时间。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于，所述异常判定处理部包括：
基准值文件，包含多个对应所述异常判定值算出部算出的异常判定值的种类而设定的基准值；
比较部，被输入所述异常判定值算出部算出的异常判定值，从所述基准值文件取得与该被输入的异常判定值相对应的基准值，比较该取得的基准值与所述被输入的异常判定值；
判定部，根据所述被输入的异常判定值是否在所述取得的基准值以上，来判定是否满足所述被设定的条件。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于：
所述异常判定值算出部算出的异常判定值，是在所述异常发生警告判定部判定所述蓄电装置为处于接近异常状态的状态之后，累计所述蓄电装置的充放电电流的电流值的绝对值而得到的值；
所述异常判定处理部，根据该累计值是否在规定的基准值以上，判定是否满足所述被设定的条件。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于：
所述异常判定值算出部算出的异常判定值，是在所述异常发生警告判定部判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态之后，累计被设定为所述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一的每个规定期间的平均值的计数值而得到的值；
所述异常判定处理部，根据该累计值是否在规定的基准值以上，判定是否满足所述被设定的条件。
6.根据权利要求5所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于还包括：
计数值文件，对针对所述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一而设定的多个有关每个规定期间的平均值应被包含的范围分别设定有计数值，其中，
所述异常判定值算出部，累计所述蓄电装置的充放电电流、充电电流、放电电流以及温度中的至少其中之一的有关每个规定期间的平均值被包含的范围的计数值。
7.根据权利要求3所述的蓄电装置的异常检测装置，其特征在于：
所述异常判定值算出部算出的异常判定值和所述异常判定处理部判定时所利用的基准值的各个值，基于在所述异常发生警告判定部判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态之后测定的、对所述蓄电装置进行充电或放电的电流值、所述蓄电装置的充电状态、以及所述蓄电装置的温度中的至少其中之一而被修正。
8.一种蓄电装置的异常检测方法，用于检测连接多个包含至少一个蓄电元件的蓄电部而构成的蓄电装置的异常，其特征在于包括以下步骤：
多次执行使所述多个蓄电部间的容量或电压的不一致均匀化的处理的第一步骤；
当在所述第一步骤一均匀化处理结束时，算出先于该一均匀化处理而被执行的另一均匀化处理与所述结束的一均匀化处理的时间间隔的第二步骤；
当在所述第二步骤算出的时间间隔短于被设定成应判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态的时间时，判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态的第三步骤；
当在所述第三步骤判定为所述蓄电装置处于接近异常状态的状态时，利用该判定之后测定的所述蓄电装置的充放电容量、充电容量、放电容量以及温度中的至少其中之一算出异常判定值的第四步骤；
判定在所述第四步骤算出的异常判定值是否满足被设定成应判定为所述蓄电装置处于异常状态的条件，当满足该被设定的条件时，判定为所述蓄电装置处于异常状态的第五步骤。
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