CN102197563A - 故障诊断电路、电源装置及故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的故障诊断电路包括：电压检测部，检测蓄电体的端子电压；电流检测部，检测流过所述蓄电体的电流；SOC计算部，根据由所述电流检测部检测到的电流计算所述蓄电体的SOC；充电停止部，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时停止所述蓄电体的充电；以及故障检测部，在通过所述充电停止部使所述充电停止后由所述电压检测部检测的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障。

Description

故障诊断电路、电源装置及故障诊断方法
技术领域
本发明涉及一种检测用于检测蓄电体的端子电压的电压检测部的故障的故障诊断方法、故障诊断电路及使用该故障诊断电路的电源装置。
背景技术
近年来，使用蓄电体等的蓄电装置，与太阳电池或发电装置组合而作为电源系统已得到广泛的利用。发电装置通过风力、水力等所谓的自然能或内燃机等人工动力而被驱动。组合有这种蓄电装置的电源系统将剩余的电蓄积在蓄电装置中，在负载装置需要时从蓄电装置提供电力，由此可以实现提高能源效率。
作为这种电源系统的一个例子，可以例举出太阳光发电系统。当由太阳光产生的发电量大于负载装置的耗电量时，太阳光发电系统用剩余电力对负载装置进行充电。相反，当发电量小于负载装置的耗电量时，为了补充不足的电力从蓄电装置输出电力来驱动负载装置。
这样，由于太阳光发电系统能够将以往没有被加以利用的剩余电力蓄积在蓄电装置中，因此，与没有使用蓄电装置的电源系统相比，能够提高能源效率。
在这种太阳光发电系统中，如果蓄电装置达到了满充电，则剩余电力不再被用来充电从而造成损失。因此，为了有效地利用剩余电力充电蓄电装置，进行充电控制以使蓄电体的充电状态(以下，称为SOC(State Of Charge))不达到100％。另外，为了在需要时驱动负载装置，进行充电控制使SOC也不会达到0％。具体而言，通常，进行充电控制使蓄电装置的SOC在20％至80％的范围内变动。
另外，使用发动机(engine)和电动机(motor)的混合动力车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)也利用这种原理。在来自发动机的输出功率大于行车所需要的动力的情况下，HEV利用剩余的发动机功率驱动发电机，对蓄电装置充电。另外，在车辆的制动或减速时，HEV通过将电动机作为发电机来利用，对蓄电装置充电。
进一步，为了有效地利用夜间电力而使用的负载均衡化(Load leveling)电源、插入式混合动力车(plug-in hybrid vehicle)等最近也很引人注目。负载均衡化电源为这样的系统，即，在耗电少、电费便宜的夜间将电储存在蓄电装置中，在耗电达到高峰的白天有效地利用所储存的电。其目的在于通过均衡耗电量，使电力的发电量恒定，从而有利于电力设备的有效运用或设备投资的削减。
插入式混合动力车有效地利用夜间电力，其目的在于在耗油量较大的市区街道行车时以从蓄电装置提供电力的EV行车为主体，在长距离行车时，通过有效地利用发动机和电动机的HEV行车，削减总的CO2的排出量。
在这样的蓄电装置中，通过监视蓄电体的端子电压，防止蓄电体的过充电或过放电、或者防止蓄电体被施加过电压，从而降低蓄电体的劣化、或者降低安全性下降的危险。
然而，如果检测蓄电体的端子电压的电压计测系统发生故障，不能正确地监视蓄电体的端子电压，则有可能导致蓄电体过放电、过充电而劣化或者安全性下降。
于是，提出了这样一种技术，将电池充电至超过通常的使用范围的异常判定电平(level)，根据能否从电池的端子电压检测出异常，进行用于检测异常的电压检测电路的故障诊断(例如，参照专利文献1)。
但是，在上述的专利文献1所公开的方法中，为了进行电压检测电路的故障诊断，必须将电池充电至超过通常的使用范围的电平。因此，存在由于进行故障诊断而导致加速电池劣化的问题。
专利文献1：日本专利公开公报特开2004-312835号
发明内容
本发明的目的在于提供一种故障诊断电路、电源装置及故障诊断方法，不会加速蓄电体的劣化但能够检测出用于检测蓄电体的端子电压的电压检测部的故障。
本发明所提供的故障诊断电路包括：电压检测部，检测蓄电体的端子电压；电流检测部，检测流过所述蓄电体的电流；SOC计算部，根据由所述电流检测部检测出的电流计算所述蓄电体的SOC；充电停止部，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时停止所述蓄电体的充电；以及故障检测部，在通过所述充电停止部使所述充电停止后进行故障检测，当由所述电压检测部检测的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障。
本发明所提供的故障诊断方法包括以下步骤：通过电压检测部检测蓄电体的端子电压的步骤；通过电流检测部检测流过所述蓄电体的电流的步骤；根据由所述电流检测部检测出的电流，通过SOC计算部计算所述蓄电体的SOC的步骤；当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时，通过充电停止部停止所述蓄电体的充电的步骤；以及在通过所述充电停止部使所述充电停止后由故障检测部进行故障检测，当由所述电压检测部检测出的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障的步骤。
蓄电体的充电停止后的端子电压的变化根据SOC而定。因此，根据上述的结构或方法，当基于流过蓄电体的电流计算出的SOC达到判定值时，蓄电体的充电被停止。然后，如果通过充电停止部使充电停止后由电压检测部检测的端子电压的变化与蓄电体的SOC为判定值时所预测的变化不同，则由电压检测部检测到的端子电压是错误的可能性较大。因此，在通过充电停止部使充电停止后由电压检测部检测的端子电压的变化与蓄电体的SOC为判定值时所预测的变化不同时，判断电压检测部发生了故障。在此情况下，由于没有必要为了对检测蓄电体的端子电压的电压检测部进行故障诊断，而将蓄电体充电至超过通常的使用范围的电平，因此，不会加速蓄电体的劣化而能够检测电压检测部的故障。
另外，本发明所提供的电源装置包括上述的故障诊断电路以及所述蓄电体。
根据此结构，在具备蓄电体的电源装置中，由于不需要为了对检测蓄电体的端子电压的电压检测部进行故障诊断，而将蓄电体充电至超过通常的使用范围的电平，因此不会加速蓄电体的劣化而能够检测电压检测部的故障。
根据这种结构的故障诊断电路、电源装置以及故障诊断方法，由于没有必要为了对检测蓄电体的端子电压的电压检测部进行故障诊断，而将蓄电体充电至超过通常的使用范围的电平，因此不会加速蓄电体的劣化而能够检测电压检测部的故障。
附图说明
图1是表示使用本发明的一实施方式所涉及的故障诊断方法的故障诊断电路、及具备该故障诊断电路的电源装置结构的一个例子的框图。
图2是用于说明在充电电流流过蓄电元件后使充电电流为0时端子电压的变化的说明图。
图3是表示图1所示的电源装置的动作的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中标注有相同符号的结构表示相同结构，并省略其说明。图1是表示使用本发明的一实施方式所涉及的故障诊断方法的故障诊断电路、及具备该故障诊断电路的电源装置、电源系统结构的一个例子的框图。
图1所示的电源系统1包括电源装置2、发电装置100以及负载装置200。电源装置2被用作为各种电源装置，例如电池组件、不间断电源装置(Uninterruptible Power System)、储存有效利用自然能源的发电装置或者以发动机为动力源的发电装置的剩余电力的电力调整用的蓄电装置、以及负载均衡化电源等。
负载装置200为从发电装置100或电源装置2接受电力提供的负载装置。
发电装置100具体而言例如为太阳光发电装置(太阳电池)等有效利用自然能源的发电装置或以发动机为动力源的发电机等。另外，电源装置2也可以采用取代发电装置100而从商用电源接受电力提供的结构。
电源装置2包括蓄电装置10、故障诊断电路20以及充放电控制电路30。故障诊断电路20包括电压检测部201、电流检测部202以及控制部204。
蓄电装置10作为例如串联连接的N个蓄电体B1、B2、……、BN与电流传感器12串联连接后收容在未图示的框体(盒体)中的电池组件而构成。另外，蓄电体B1、B2、……、BN分别为多个蓄电元件11串联连接而构成的电池块。以下，将蓄电体B1、B2、……、BN简称为蓄电体B。
电流传感器12例如由与蓄电体B串联连接的电阻元件或变流器等构成，用来检测流过蓄电体B的电流，并将其电流值作为电压信号向电流检测部202输出。
作为蓄电元件11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)等电容器等的蓄电元件。
图2是说明图，用来说明当充电电流流过锂离子二次电池后，使充电电流为0时(停止充电时)的端子电压的变化，其中所述锂离子二次电池使用作为橄榄石型含锂复合磷酸盐的一例的LiFePO4作为正极活性物质。曲线G1表示SOC为100％时停止充电的情形，曲线G2表示SOC为70％时停止充电的情形。图2的纵轴表示所述二次电池的端子电压(OCV)，横轴表示停止充电后所经过的时间。
蓄电元件11使用这样的蓄电元件，即如图2的曲线G1、G2所示，蓄电量(SOC)越增大、即越接近满充电，端子电压(OCV)的从充电停止后到达到稳定值为止的降低量(在指定时间内的降低量)越大。
具体而言，作为蓄电元件11最好使用锂离子二次电池，该锂离子二次电池，例如，作为正极活性物质使用作为橄榄石型含锂复合磷酸盐(olivine-type lithium transition metal phosphate)的一例的LiFePO4。另外，正极活性物质例如可以是
Figure BPA00001350203800051
(A为Me、Fe、Mn、Co、Ni、Cu中的至少其中之一，B为Mg、Ca、Sr、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Ag、Zn、In、Sn、Sb中的至少其中之一，0＜X≤1、0.9≤Y≤1、0≤Z≤0.1)，更为理想的是LiXFePO4(0＜X≤1)。
本申请的发明人由实验发现，如图2所示，使用LiFePO4作为正极活性物质的二次电池具有如下的性质，即SOC越大，充电停止后的端子电压在指定时间内的降低量越大。
即，由实验发现，充电即将停止之前的端子电压与从停止充电起经过指定时间后的端子电压的差，如图2所示，与蓄电元件11的SOC较小时(曲线G2)相比，在蓄电元件11满充电时较大。
另外，使用橄榄石型含锂复合磷酸盐的二次电池是蓄电元件的一例，作为蓄电元件11可以使用其他的各种二次电池。而且，蓄电体的数目、蓄电元件11的数目、连接状态并没有被限定。例如，各蓄电体可以通过多个蓄电元件11串联连接、并联连接、或串联与并联组合连接而构成。另外，各蓄电体也可以分别是单个的蓄电元件11。而且，蓄电装置10的结构并没有被上述所限定。
充放电控制电路30将例如由发电装置100产生的剩余电力或由负载装置200产生的再生电力向蓄电装置10充电。如果负载装置200的耗电急剧地增大，或者发电装置100的发电量下降，负载装置200所需要的电力超过发电装置100的功率，则通过充放电控制电路30从蓄电装置10向负载装置200提供不足的电力。
而且，充放电控制电路30根据来自控制部204的控制信号，停止对蓄电装置10的充电，或者允许对蓄电装置10的充电。在此情况下，充放电控制电路30或发电装置100相当于充电部的一例。
这样，通过由充放电控制电路30对蓄电装置10的充放电进行控制，在通常的情况下，可以使蓄电装置10的SOC在20％至80％左右的范围内。或者，在有效利用夜间电力的负载均衡化电源或插入式混合动力车等中，蓄电装置10被充电至SOC达到100％的状态为止，在负载装置200需要能量时进行放电。
电压检测部201为检测蓄电体B1、B2、……、BN的各端子电压V1、V2、……、VN，并将其检测值向控制部204输出的电压检测电路。电压检测部201通过使用例如模拟数字转换器和切换电路而构成，该切换电路根据来自控制部204的控制信号，选择蓄电体B1、B2、……、BN的各端子电压V1、V2、……、VN中的其中之一，向模拟数字转换器输出。
电流传感器12，例如，可由与蓄电体B串联连接的分流电阻(shunt resistor)或变流器(current transformer)等构成，用来检测流过蓄电体B的电流，并将其电流值作为电压信号向电流检测部202输出。电流检测部202例如使用模拟数字转换器构成，将表示由电流传感器12所得到的电流值的电压转换成数字值，并作为充放电电流值Id向控制部204输出。充放电电流值Id例如以正值表示蓄电体B的充电方向的电流，以负值表示蓄电体B的放电方向的电流。
控制部204例如包括执行指定的运算处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理部)、存储有指定的控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、临时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、计时器电路244以及它们的周边电路等。
控制部204通过执行存储在ROM中的控制程序，作为SOC计算部241、充电停止部242以及故障检测部243而发挥作用。另外，充放电控制电路30或负载装置200可以包含控制部204的一部分或全部而构成。
SOC计算部241通过连续地例如以单位时间累计从电流检测部202输出的充放电电流值Id，来计算累计电荷量Q。在进行此计算时，由于充放电电流值Id在充电方向时为正值，放电方向时为负值，因此，充电时充电电荷被加在一起，放电时放电电荷被减去，从而计算出充电蓄电体B的累计电荷量。
另外，在充电时，即充放电电流值Id为正值时，SOC计算部241通过将充放电电流值Id乘上充电效率(小于1的系数，例如0.8)之后进行累计，可以提高累计电荷量Q的计算精度。而且，SOC计算部241例如通过计算累计电荷量Q相对于蓄电装置10的满充电容量的比率，来计算蓄电装置10的SOC。
另外，SOC计算部241还可以针对每个电池块将蓄电体B1、B2、……、BN的SOC分别作为SOC1、SOC2、……、SOCN来计算，也可以针对每个蓄电元件11计算SOC，也可以总地计算蓄电装置10整体的SOC。
而且，较为理想的是，检测蓄电装置10的温度，在蓄电装置10的温度发生较大的变化等情况下，SOC计算部241考虑例如由温度变化引起的充电效率的变化，对累计电荷量Q的计算值进行修正。
当由SOC计算部241计算出的SOC达到预先设定的判定值α时，充电停止部242通过向充放电控制电路30输出控制信号，使从充放电控制电路30向蓄电装置10的电流供应停止，从而停止蓄电体B的充电。
判定值α被设定为例如预先设定的作为应该使用蓄电体B的目标的SOC的范围的上限值。例如，在电源装置2为电力调整用的电源装置等、在SOC为20％至80％的范围内使用的情况下，作为判定值α能够适宜使用80％。另外，例如，在电源装置2为负载均衡化电源或用于插入式混合动力车的电源装置等、SOC为100％即使蓄电体B满充电而使用的情况下，作为判定值α能够适宜使用100％。
这样，通过将预先设定的作为应该使用蓄电体B的目标的SOC的范围的上限值作为判定值α来设定，可以与故障诊断电路20的故障诊断动作无关地在为了将SOC控制在目标范围内而需要停止充电时让充电停止，来执行故障诊断，因此，没有必要仅为了故障诊断而停止充电，其结果，能够提高电源装置2的便利性。
尤其是，在作为蓄电元件11使用SOC越大充电停止后的端子电压在指定时间内的降低量越大的蓄电元件的情况下，当蓄电体B在通常使用的SOC的范围内尽可能地接近满充电时，即充电停止后的端子电压在指定时间内的降低量尽可能地大时，根据该端子电压的变化，故障检测部243执行电压检测部201的故障检测，因此，根据相对较大的变化能够判断故障，其结果，能够提高故障检测的检测精度。
故障检测部243根据充电停止部242使充电停止后由电压检测部201检测出的端子电压的变化，检测电压检测部201的故障。即，如图2的曲线G1、G2所示，蓄电元件11在充电停止后的端子电压的变化根据SOC不同而有所不同。
因此，当由SOC计算部241根据电流传感器12或电流检测部202检测出的充放电电流值Id计算出的SOC达到判定值α时，在充电停止后由电压检测部201检测出的端子电压没有发生变化，或者发生了与SOC为判定值α时所预测的变化不同的变化的情况下，电压检测部201发生故障的可能性较大，由此能够检测电压检测部201的故障。
在此情况下，由于充电停止后由电压检测部201检测出的端子电压的变化，与SOC为指定值例如判定值α时的蓄电体B的端子电压相比，由蓄电体的特性偏差等影响所造成的偏差少且稳定，因此，将SOC为判定值α时由电压检测部201得到的蓄电体B的端子电压和预先设定的基准值简单地进行比较，与诊断故障相比，可提高故障诊断的精度。
计时器电路244被用于通过电压检测部201周期性地例如每隔单位时间检测端子电压V1、V2、……、VN，计算单位时间的电压变化量，或者计时充电停止后的经过时间。
下面，对图1所示的电源装置2的动作进行说明。图3是表示图1所示的电源装置2的动作的一个例子的流程图。首先，流过蓄电体B的电流的充放电电流值Id通过电流检测部202而被检测(步骤S1)，该充放电电流值Id由SOC计算部241累计，从而计算出蓄电体B的SOC(步骤S2)。
接着，由充电停止部242将充放电电流值Id与0进行比较(步骤S3)。如果充放电电流值Id在0以下、即蓄电体B没有被充电(在步骤为否)，则再次反复步骤S1至S3，另一方面，如果充放电电流值Id超过0并表示充电蓄电体B的方向、即蓄电体B处于充电中(在步骤S3为是)，则移至步骤S4。
另外，虽然例举了在步骤S3，根据充放电电流值Id判断蓄电体B是否处于充电中，但是，也可以是例如从充放电控制电路30获取表示蓄电体B是否处于充电中的信号，当该信号表示蓄电体B处于充电中时移至步骤S4。
在步骤S4，充电停止部242将由SOC计算部241计算出的SOC与判定值α进行比较(步骤S4)。如果SOC没有达到判定值α(在步骤S4为否)，则再次反复步骤S1至S3，另一方面，如果SOC为判定值α以上(在步骤S4为是)，则移至步骤S5。
在步骤S5，由充电停止部242将指示充电停止的信号输出至充放电控制电路30，充放电控制电路30让对蓄电装置10的电流供应停止，从而使蓄电体B的充电停止(步骤S5)。
接着，故障检测部243，在通过充电停止部242使充电刚刚停止后就马上将由电压检测部201检测的端子电压V1、V2、……、VN在指定时间、例如单位时间内的变化量作为电压下降速度dV1/dt、dV2/dt、……、dVN/dt进行计算(步骤S6)。
在此，如图2中的曲线G1所示，端子电压在指定时间内的变化量、即曲线G1的倾斜，在充电刚刚停止后的那一刻最大，因此，通过在由充电停止部242使充电刚刚停止后就马上执行步骤S6，与充电停止后经过一段时间之后执行步骤S6的情况相比，电压下降速度dV1/dt、dV2/dt、……、dVN/dt的值较大，其结果，可提高在后述的步骤S8中的故障判断的精度。
其次，故障检测部243将“1”代入变数n(步骤S7)。然后，通过故障检测部243，电压下降速度dVn/dt的绝对值与基准值γ被加以比较(步骤S8)。
在此，因为蓄电元件11的端子电压例如在停止充电后像图2所示那样变化，所以，如果电压检测部201没有发生故障，则可预测由电压检测部201检测的端子电压Vn也至少发生一些变化。因此，作为基准值γ，可设定例如能够吸收电压检测部201的检测误差的程度的值。
这样，如果电压下降速度dVn/dt的绝对值小于基准值γ(在步骤S8为是)，则由电压检测部201检测的端子电压Vn实质上没有变化，从而得不到预测的变化，由此，故障检测部243判断电压检测部201发生了故障(步骤S9)，在例如禁止由充放电控制电路30进行的充电(步骤S10)，或者通知该故障之后，结束处理。
在此，由于停止充电后的蓄电元件11的端子电压在指定时间内的降低量，例如如图2所示，SOC越小该降低量越小，因此，如果在SOC非常小时执行步骤S5之后的处理，则电压下降速度dVn/dt的绝对值非常地小，其结果，可能导致错误地判断电压检测部201发生了故障。
但是，根据电源装置2，通过执行步骤S4的处理，使蓄电体B的SOC达到预先设定的作为应该使用蓄电体B的目标的SOC的范围的上限值、例如100％或80％这样比较大的值，因此，在电压检测部201没有发生故障时能够得到作为电压下降速度dVn/dt的绝对值大于基准值γ的值的可靠性得以提高，其结果，可降低导致错误地判断电压检测部201发生了故障的可能性。
由此，由于因电压检测部201的故障而不能正确地检测端子电压V1、V2、……、VN而导致安全性下降或蓄电体B的劣化加剧的可能性得以降低。
另一方面，如果电压下降速度dVn/dt的绝对值在基准值γ以上(在步骤S8为否)，则由于伴随充电停止的端子电压的变化通过电压检测部201而被检测出，因此，故障检测部243将为了确认其他蓄电体的端子电压能否正确检测的变数n加上“1”(步骤S11)。
然后，故障检测部243比较变数n和蓄电体数N(步骤S12)。如果变数n在蓄电体数N以下(在步骤S12为否)，则反复为了检查与其他蓄电体对应的端子电压的检测动作的步骤S8至S12。
另一方面，如果变数n超过蓄电体数N(在步骤S12为是)，则因与所有蓄电体对应的端子电压的检测动作结束，因此移至步骤S13，判断电压检测部201没有发生故障(步骤S13)，从而结束处理。
另外，在步骤S8，例举了将用于检测故障的基准范围设为基准值γ以上，但也可以例如实验性地求得并设定上限值和下限值来取代基准值γ，其中，该上限值和下限值为例如当蓄电体B的SOC达到判定值α时充电刚刚被停止后就得到的电压下降速度dVn/dt的预测的值，当电压下降速度dVn/dt处于由该上限值和下限值所示的基准范围之外时，可以判断电压检测部201发生了故障。
在此情况下，由于不仅是能否检测端子电压V1、V2、……、VN的变化，而且根据所检测的变化程度也能检测故障，因此可提高故障检测精度。
根据以上步骤S1至S13的处理，由于没有必要像上述的专利文献1所公开的方法那样，试着将蓄电体B充电至超过通常的使用范围的异常判定电平，因此，不会加速蓄电体B的劣化而能够检测用于检测蓄电体B的端子电压的电压检测部201的故障，其结果，容易使蓄电体B的使用寿命延长、或提高安全性。
另外，在通过充电停止部242使充电停止后，由电压检测部201检测的端子电压的变化的检测方法、以及判断方法并没有被限定，可以采用各种的方法。
例如，在充电停止后，当在预先设定的指定时间内的端子电压的变化量达到预先设定的设定变化量为止的时间处在预先设定的基准范围之外时，故障检测部243可以判断电压检测部201发生了故障。
另外，当从充电停止后经过预先设定的设定时间为止的期间的、由电压检测部201检测的端子电压的变化量处在预先设定的基准范围之外时，故障检测部243可以判断电压检测部201发生了故障。
此外，当在充电停止后，由电压检测部201检测的端子电压的变化量达到预先设定的设定变化量为止的时间处在预先设定的基准范围之外时，故障检测部243可以判断电压检测部201发生了故障。
另外，当在充电停止后，到由电压检测部201检测的端子电压达到稳定状态为止的该端子电压的变化量处在预先设定的基准范围之外时，故障检测243可以判断电压检测部201发生了故障。
此外，当在充电停止后，由电压检测部201检测的端子电压达到稳定状态为止的时间处在预先设定的基准范围之外时，故障检测部243可以判断电压检测部201发生了故障。
另外，图1所示的电源装置2的结构并不限于上述的结构，只要是具有同等功能的装置即可。例如，控制部204可以通过安装实现上述各种处理的程序，并通过执行该程序而加以实现。
进一步，还可以考虑充放电控制电路30作为控制部204而发挥功能的方式。在这种方式中，控制部204可以通过将实现图3所示的各种处理的程序安装到构成充放电控制电路30的微机中，并通过执行该程序而加以实现。
而且，并不限于控制部204作为故障检测部243而发挥功能的结构。例如，也可以采用充放电控制电路30或负载装置200从控制部204获得蓄电元件信息，作为故障检测部243而发挥功能的结构，其他结构也没有问题。本次所公开的本发明的实施方式，只是例示而并不限定于此。
即，本发明所提供的故障诊断电路包括：电压检测部，检测蓄电体的端子电压；电流检测部，检测流过所述蓄电体的电流；SOC计算部，根据由所述电流检测部检测出的电流计算所述蓄电体的SOC；充电停止部，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时停止所述蓄电体的充电；以及故障检测部，在通过所述充电停止部使所述充电停止后进行故障检测，当由所述电压检测部检测的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障。
本发明所提供的故障诊断方法包括以下步骤：通过电压检测部检测蓄电体的端子电压的步骤；通过电流检测部检测流过所述蓄电体的电流的步骤；根据由所述电流检测部检测出的电流，通过SOC计算部计算所述蓄电体的SOC的步骤；当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时，通过充电停止部停止所述蓄电体的充电的步骤；以及在通过所述充电停止部使所述充电停止后由故障检测部进行故障检测，当所述电压检测部检测出的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障的步骤。
蓄电体的充电停止后的端子电压的变化根据SOC而定。因此，根据上述的结构或方法，当基于流过蓄电体的电流计算出的SOC达到判定值时，蓄电体的充电被停止。然后，如果通过充电停止部使充电停止后由电压检测部检测的端子电压的变化与蓄电体的SOC为判定值时所预测的变化不同，则由电压检测部检测到的端子电压是错误的可能性较大。因此，在通过充电停止部使充电停止后由电压检测部检测的端子电压的变化与蓄电体的SOC为判定值时所预测的变化不同时，判断电压检测部发生了故障。在此情况下，由于没有必要为了进行检测蓄电体的端子电压的电压检测部的故障诊断，而将蓄电体充电至超过通常的使用范围的电平，因此，不会加速蓄电体的劣化而能够检测电压检测部的故障。
而且，较为理想的是，所述判定值为预先设定的作为所述蓄电体应该使用的目标的SOC的范围的上限值。
这样，通过将预先设定的作为应该使用所述蓄电体的目标的SOC的范围的上限值作为所述判定值来设定，可以与故障诊断电路的故障诊断动作无关地在为了将SOC控制在目标范围内而需要停止充电时让充电停止，来执行故障诊断，因此，没有必要仅为了故障诊断而停止充电，其结果，能够提高故障诊断电路的便利性。
而且，较为理想的是，所述判定值为表示所述蓄电体为满充电的SOC的值。
一般来说，当蓄电体达到满充电时，为了避免过充电而停止充电。因此，通过将表示蓄电体为满充电的SOC的值作为所述判定值来设定，可以与故障诊断电路的故障诊断动作无关地在为了避免蓄电体的过充电而需要停止充电时让充电停止，来执行故障诊断，因此，没有必要仅为了故障诊断而停止充电，其结果，能够提高故障诊断电路的便利性。
而且，较为理想的是，当所述充电停止后由所述电压检测部检测的端子电压在指定时间内的变化量处于预先设定的基准范围之外时，所述故障检测部判断所述电压检测部发生了故障。
充电停止后蓄电体的被检测的端子电压在指定时间内的变化量，与SOC为指定值时的蓄电体的端子电压相比，由蓄电体的特性偏差等影响所造成的偏差少且稳定，因此，当充电停止后由电压检测部检测的端子电压在指定时间内的变化量处于预先设定的基准范围之外时，判断电压检测部发生了故障，由此，与简单地将SOC为指定值时由电压检测部所得到的蓄电体的端子电压和预先设定的基准值进行比较来判断故障的情况相比，可提高故障诊断精度。
而且，较为理想的是，所述蓄电体在停止充电后的端子电压在指定时间内的降低量随SOC增大而增加。
根据此结构，由于将判定值设定为较大的值，当SOC较大时让充电停止，因此，在停止充电后所预测的端子电压在指定时间内的降低量增大。这样，预测的变化增大，该预测的变化作为应该与在通过充电停止部使所述充电停止后由电压检测部检测的端子电压的变化进行比较的基准，其结果，可提高故障检测部的故障判断的精度。
而且，较为理想的是，所述蓄电体为使用橄榄石型含锂复合磷酸盐作为正极活性物质的锂离子二次电池。
使用橄榄石型含锂复合磷酸盐作为正极活性物质的锂离子二次电池，由于其SOC越大，停止充电时产生的端子电压的降低量越大，因此，作为上述的蓄电体较为适宜。
而且，较为理想的是，所述正极活性物质为LiXAYBZPO4，其中，A为Me、Fe、Mn、Co、Ni、Cu中的至少其中之一，B为Mg、Ca、Sr、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Ag、Zn、In、Sn、Sb中的至少其中之一，0＜X≤1、0.9≤Y≤1、0≤Z≤0.1。
使用LiXAYBZPO4(A为Me、Fe、Mn、Co、Ni、Cu中的至少其中之一，B为Mg、Ca、Sr、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Ag、Zn、In、Sn、Sb中的至少其中之一，0＜X≤1、0.9≤Y≤1、0≤Z≤0.1)作为正极活性物质的锂离子二次电池，由于其SOC越大，停止充电时产生的端子电压的降低量越大，因此，作为上述的蓄电体较为适宜。
而且，较为理想的是，上述的故障诊断电路还包括：对所述蓄电体提供充电电流进行充电的充电部，其中，在所述充电部进行充电的过程中，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，所述充电停止部让所述充电部停止对所述蓄电体的充电。
根据此结构，可以通过充电部使蓄电体处于充电状态。然后，在充电部进行充电的过程中，当由SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，充电停止部让充电部停止充电，由此，使蓄电体从充电状态变更到充电停止状态，从而能够使故障检测部进行故障判断。
而且，较为理想的是，在所述电流检测部检测的电流为充电所述蓄电体的方向的电流的情况下，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，所述充电停止部停止所述蓄电体的充电。
根据此结构，由于可以根据电流检测部检测的电流，与故障检测无关地检测蓄电体正在充电过程中，然后当由SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，充电停止部停止蓄电体的充电，由此能够使故障检测部进行故障判断，因此没有必要仅为了故障判断对蓄电体进行充电。
而且，较为理想的是，所述蓄电体为多个，所述电压检测部分别检测各蓄电体的端子电压，在通过所述充电停止部使所述充电停止后由所述电压检测部检测的各端子电压的变化与所述各蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，所述故障检测部判断所述电压检测部发生了故障。
根据此结构，即使在具备多个蓄电体，由电压检测部分别检测各蓄电体的端子电压的结构的情况下，也可以检测该电压检测部的故障。
而且，本发明所提供的电源装置包括上述的故障诊断电路以及所述蓄电体。
根据此结构，在具备蓄电体的电源装置中，由于没有必要为了对检测蓄电体的端子电压的电压检测部进行故障诊断，而将蓄电体充电至超过通常的使用范围的电平，因此不会加速蓄电体的劣化而能够检测电压检测部的故障。
产业上的利用可能性
本发明所提供的故障诊断电路、使用该故障诊断电路的电源装置以及故障诊断方法适合用于便携型个人电脑或数字相机、携带电话等电子设备、电动车或混合动力车等车辆、太阳电池或发电装置与二次电池组合的电源系统等电池搭载装置、系统等中。

Claims (12)

1.一种故障诊断电路，其特征在于包括：
电压检测部，检测蓄电体的端子电压；
电流检测部，检测流过所述蓄电体的电流；
SOC计算部，根据由所述电流检测部检测到的电流计算所述蓄电体的SOC；
充电停止部，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时停止所述蓄电体的充电；以及
故障检测部，在通过所述充电停止部使所述充电停止后进行故障检测，当由所述电压检测部检测的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障。
2.根据权利要求1所述的故障诊断电路，其特征在于：所述判定值为预先设定的作为所述蓄电体应该使用的目标的SOC的范围的上限值。
3.根据权利要求2所述的故障诊断电路，其特征在于：所述判定值为表示所述蓄电体处于满充电的SOC的值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的故障诊断电路，其特征在于：
所述故障检测部，当所述充电停止后由所述电压检测部检测的端子电压在指定时间内的变化量处于预先设定的基准范围之外时，判断所述电压检测部发生了故障。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的故障诊断电路，其特征在于：
所述蓄电体在充电停止后的端子电压在指定时间内的降低量，随SOC增大而增加。
6.根据权利要求5所述的故障诊断电路，其特征在于：
所述蓄电体为使用橄榄石型含锂复合磷酸盐作为正极活性物质的锂离子二次电池。
7.根据权利要求6所述的故障诊断电路，其特征在于：所述正极活性物质为LiXAYBZPO4，其中，
A为Me、Fe、Mn、Co、Ni、Cu中的至少其中之一，
B为Mg、Ca、Sr、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Ag、Zn、In、Sn、Sb中的至少其中之一，
0＜X≤1、0.9≤Y≤1、0≤Z≤0.1。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的故障诊断电路，其特征在于还包括：对所述蓄电体提供充电电流进行充电的充电部，其中，
所述充电停止部，在所述充电部进行充电的过程中，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，让所述充电部停止对所述蓄电体的充电。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的故障诊断电路，其特征在于：
所述充电停止部，在所述电流检测部检测的电流为充电所述蓄电体的方向的电流的情况下，当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值以上时，停止所述蓄电体的充电。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的故障诊断电路，其特征在于：
所述蓄电体为多个，
所述电压检测部分别检测各蓄电体的端子电压，
所述故障检测部，在通过所述充电停止部使所述充电停止后进行故障检测，当由所述电压检测部检测的各端子电压的变化与所述各蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障。
11.一种电源装置，其特征在于包括：
如权利要求1至10中任一项所述的故障诊断电路；以及
所述蓄电体。
12.一种故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：
通过电压检测部检测蓄电体的端子电压的步骤；
通过电流检测部检测流过所述蓄电体的电流的步骤；
根据由所述电流检测部检测出的电流，通过SOC计算部计算所述蓄电体的SOC的步骤；
当由所述SOC计算部计算出的SOC达到预先设定的判定值时，通过充电停止部停止所述蓄电体的充电的步骤；以及
在通过所述充电停止部使所述充电停止后由故障检测部进行故障检测，当由所述电压检测部检测出的端子电压的变化与所述蓄电体的SOC为所述判定值时所预测的变化不同时，判断所述电压检测部发生了故障的步骤。
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