CN102959792A - 电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池系统具有二次电池(Ca～Ch)、测量二次电池(Ca～Ch)的温度并将测量到的温度作为温度信息输出的温度传感器(Ta～Th)、测量二次电池(Ca～Ch)的电流并将测量到的电流作为电流信息输出的电流传感器(Ia，Ib)、测量二次电池(Ca～Ch)的电压并将测量到的电压作为电压信息输出的电压传感器(Va～Vh)、和输入温度信息、电流信息及电压信息的控制装置(102)，控制装置(102)使用电流信息和电压信息运算二次电池(Ca～Ch)的充放电功率效率，使用温度信息、电流信息和电压信息运算二次电池(Ca～Ch)的充电率，通过使用电流信息判断二次电池(Ca～Ch)放电的电荷量与充电的电荷量是否实质上相同，判断为相同时，比较与充电率对应设定的阈值和充放电功率效率来判断二次电池(Ca～Ch)的劣化。

Description

电池系统
技术领域
本发明涉及电池系统，尤其涉及判断二次电池的劣化状态的电池系统。
本申请针对2010年9月27日在日本申请的特愿2010-214865号主张优先权，并且在此援引其内容。
背景技术
判断锂电池等二次电池的劣化状态，并且进行向二次电池的管理条件的反映、状态显示，对于二次电池的安全使用、用户识别二次电池的更换时期是有用的。因此，根据这种观点，报告了各种用于推断二次电池的劣化状态的技术(参照专利文献1至专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2010-060408号公报
专利文献2：JP特开2010-093875号公报
专利文献3：JP特开2004-014403号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
但是，这些技术不仅包含为了判断二次电池的劣化而成为复杂的结构以及复杂的处理动作等机构上以及动作上的问题，而且在准确性的观点上也不足够。
因此，本发明的目的是提供一种能够用简单的结构准确地判断二次电池的劣化状态的电池系统。
(用于解决课题的手段)
本发明的电池系统具有：二次电池；温度传感器，其测量所述二次电池的温度，并且将所测量到的温度作为温度信息输出；电流传感器，其测量所述二次电池的电流，并且将所测量到的电流作为电流信息输出；电压传感器，其测量所述二次电池的电压，并且将所测量到的电压作为电压信息输出；和控制装置，其输入所述温度信息、所述电流信息以及所述电压信息，所述控制装置使用所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充放电功率效率，并且使用所述温度信息、所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充电率，通过使用所述电流信息来判断所述二次电池放电的电荷量和充电的电荷量是否实质上相同，在判断为是所述相同的情况下，比较与所述充电率对应地设定的阈值和所述充放电功率效率，来判断所述二次电池的劣化。
因此，因为在二次电池放电的电荷量和充电的电荷量实质上相同的情况下使用充放电功率效率来进行劣化判断，所以能够准确地进行劣化判断，此外，能够利用进行阈值和充放电功率效率的比较这样的简单的结构来进行劣化判断。
(发明效果)
根据本发明的电池系统，能够利用简单的结构准确地判断多个二次电池的劣化状态。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的电池系统概要图。
图2是本发明的第1实施方式的电池系统中的BMS内的部分构成图。
图3是用于说明本发明的第1实施方式的电池系统中的二次电池的劣化判断的实测电流例。
图4是本发明的第1实施方式的电池系统中所使用的二次电池的概要图。
图5是本发明的第1实施方式的电池系统中的SOC运算部1的详细图。
图6是用于说明本发明的第1实施方式的电池系统中的SOC运算部1的输出值的第1图。
图7是用于说明本发明的第1实施方式的电池系统中的SOC运算部1的输出值的第2图。
图8是本发明的第2实施方式的电池系统中的BMS内的部分构成图。
图9是表示二次电池的充放电特性的一般图。
具体实施方式
本发明的第1实施方式所涉及的电池系统根据二次电池的充放电功率效率的变化来进行该二次电池的劣化状态的判断。以下，参照附图来进行详细叙述。
(第1实施方式)
以下，对于本发明的第1实施方式的电池系统，参照附图来进行说明。图1是表示第1实施方式的电池系统100的结构的图。
电池系统100具备电池模块101、上位控制装置102、显示装置103、功率负载104、BMS(Battery Management System，电池管理系统)105。
包括由二次电池Ca～Ch构成的组电池和作为该组电池的监视控制装置的BMS105的电池模块101，从电池系统100的外部嵌入电池系统100的内部并且被固定。通过作为模块，从而从电池系统100的外部能够容易地进行更换。另外，功率负载104、上位控制装置102以及显示装置103预先被组装在电池系统100内。此外，有时将上位控制装置102以及BMS105一起简单地称为控制装置。
这里，本发明的电池系统100例如可以是将车轮连接于功率负载104即电动机的叉车等的产业车辆、电车或者电动汽车等移动体，也可以是将推进器或者螺旋桨连接于功率负载104即电动机的飞机或者船等移动体。而且，电池系统100还可以是例如家庭用的电力存储系统、与风车或太阳光这样的自然能源发电进行组合的并网协调蓄电系统等的固定位置用的系统。即，电池系统100是利用构成组电池的多个二次电池进行的电力的充放电的系统。
电池模块101内的组电池用于向电池系统100的功率负载104提供电力，由串联连接的二次电池Ca～Cd构成的臂和由串联连接的二次电池Ce～Ch构成的臂并联连接。在构成组电池的二次电池Ca～Ch中，用于测量二次电池的温度的温度传感器Ta～Th以及用于测量二次电池的电池电压的电压传感器Va～Vh与各个二次电池对应地各配置了一个。此外，对于各臂，各配置了一个对应的电流传感器Ia以及Ib，能够测量流过各臂的电流。通过这些各种传感器进行测量并且输出的测量信息输入到后面详细叙述的BMS105中。
另外，这里设是如下结构：串联连接4个二次电池形成一个臂，并且并联连接共计2个臂。但是，各臂中所连接的二次电池的个数、以及臂的个数既可以分别是一个也可以分别是多个，怎样进行设计都可以。
上位控制装置102按照用户的指示(例如，用户执行的加速踏板的踩踏量)控制功率负载104，并且接收从BMS105发送的组电池的关联信息(与上述测量信息关联的信息，包括由BMS105运算的各二次电池的充电率(SOC))，控制显示装置103，从而适当地使显示装置103显示该关联信息。此外，上位控制装置102在判断为上述关联信息是异常值的情况下，使显示装置103中内置的异常灯点亮等，并且使显示装置103中内置的蜂鸣器等的音响装置工作从而鸣响警报，通过光和声音刺激视觉以及听觉来促使用户注意。
显示装置103例如是具备上述音响装置的液晶面板等的监视器，能够基于来自上位控制装置102的控制，进行构成组电池的各二次电池Ca～Ch的上述关联信息的显示等。
功率负载104例如是与电动汽车的车轮连接的电动机、逆变器等的功率变换器。功率负载104也可以是驱动刮水器等的电动机。
接下来，对BMS105进行简单概述之后，详细叙述其动作等。
如图1所示，电池系统100的BMS105构成为包括2个CMU(CellMonitor Unit，电池监控单元)即CMU1以及CMU2、和BMU(BatteryManagement Unit，电池管理单元)。
这里，CMU1以及CMU2具备未图示的ADC(Analog DigitalConverter，模拟数字转换器)，将上述各种传感器探测并且输出的上述测量信息分别作为模拟信号进行接收，并且通过ADC将这些模拟信号变换为各自对应的数字信号后，作为用于对上述关联信息进行计算等的多个参数而输出到BMU。而且，在本实施方式中，如图所示，各CMU分别通过总线或者信号线与4个二次电池进行连接。
此外，BMU根据从2个CMU输入的各二次电池Ca～Ch各自的上述参数，进行后述的各二次电池的劣化判断处理，并且将该判断结果输出到上位控制装置102。另外，被变换为数字信号的上述多个参数的值中，将作为各温度传感器Ta～Th测量到的值的模拟信号变换后的数字信号分别称为对应的各二次电池的实测温度，将作为各电压传感器Va～Vh测量到的值的模拟信号变换后的数字信号分别称为对应的各二次电池的实测电压，将作为各电流传感器Ia～Ib测量到的值的模拟信号变换后的数字信号称为对应的各臂的实测电流。
下面，详细叙述BMS105中用于进行各二次电池的劣化判断的结构和动作。图2中示出BMS105内的用于进行上述劣化判断的结构。另外，这里，作为BMU的内部存在图2的结构来进行说明。此外，根据易于理解的观点，着眼于一个臂、这里着眼于二次电池Ca～Cd被串联连接得到的臂来进行说明。以下的说明对于其他臂也是同样的，所以省略对于其他臂的说明。另外，既可以对全部臂同时进行后述的劣化判断，也可以为了减轻控制装置的负担而对每个臂设置时间差来进行劣化判断。
BMU为了判断各二次电池Ca～Cd的劣化，具备SOC运算部1、充放电电流累计及比较部2、充放电功率效率运算部3、劣化判断部4、以及触发产生部5。
触发产生部5按每个为了进行二次电池的劣化判断而预先设定的固定周期(例如每1小时)输出触发信号。也可以是如下结构：电池系统100的用户通过控制上位控制装置102，该上位控制装置102使触发产生部5以任意时间输出触发信号，而不限于固定周期。
SOC运算部1从CMU1输入各二次电池Ca～Cd的实测温度、该臂的实测电流和该各二次电池的实测电压，按每个给定周期(例如每1分钟)运算各二次电池Ca～Cd各自的充电率SOC(％)，并且输出这些各二次电池Ca～Cd的充电率。为了精确地计算充电率，SOC运算部1具备图5所示的结构，对于该结构后面进行叙述。
这里，设为按每个给定周期输出充电率，但是因为如后所述，充放电电流累计及比较部2和充放电功率效率运算部3与触发产生部5输出的触发信号同步地开始运算等，所以为了输出更准确的当前的充电率SOC(％)的值，也可以构成为：通过向SOC运算部1输入该触发信号，从而与该信号同步地进行上述充电率的运算并且输出。
充放电电流累计及比较部2输入与电流传感器(这里是电流传感器Ia)测量的电流相当的上述实测电流，并且输入触发产生部5输出的触发信号后，将该实测电流分为充电电流和放电电流这两种来分别对它们进行积分，并且比较充电电流的积分值和放电电流的积分值是否是相同的值(或者实质上相同的值)。在比较的结果是相同的值(或者实质上相同的值)的情况下，向充放电功率效率运算部3输出一致信号。
例如，若设电池系统100是电动汽车，则可以是如下机构：用户为了加速而踩踏加速踏板时进行放电，离开加速踏板时进行再生的充电。此时，因为频繁地进行加速踏板的踩踏等的调整，所以能够在短时间使充电电流的积分值(充电电流积分值)和放电电流的积分值(放电电流积分值)为相同的值。
因为从输入触发信号后开始上述积分，所以例如，在时间的推进方向进行观察时，将电流值从实测电流值变为0A的时点向正方向(例如放电)或者负方向(例如充电)变迁并直到再次变为0A的时点为止的期间的积分值(称为波瓣的积分值，参照图3)作为基准来进行比较为好。
具体而言，在实测电流值如图3所示变迁的情况下，因为触发信号的输入是放电时，所以从这里开始放电电流的积分。然后，实测电流值在时间t1的时点从放电向充电变迁。即，实测电流值暂时成为0A。然后，直到时间t2的时点为止进行充电，之后，再次成为放电。即，在时间t2的时点再次成为0A。因为从时间t1到时间t2为充电，所以进行充电电流的积分，将从该时间t1到时间t2的充电电流积分值作为上述波瓣的积分值，作为比较的基准值。因此，在从触发信号输入的时点到时间t1而积分的放电电流积分值、与从时间t2到时间t3(从触发信号输入时开始的放电电流的积分值和充电电流的积分值成为相同的值的时点)而积分的放电电流积分值之和变为与所涉及的基准值相同的情况下，充放电电流累计及比较部2输出上述一致信号。
另外，图3的从时间t1到时间t2的充电的波瓣是顶点为一个的波瓣，即使是顶点为多个，也可将在时间的推进方向观察时从实测电流值变为0A的时点电流值向正方向(放电)或者负方向(充电)变迁直到再次变为0A的时点为止的期间的积分值称为波瓣的积分值。而且，这里将波瓣的积分值作为比较的基准值进行了说明，但是也可将与上述作为基准的波瓣同一方向的多个波瓣(例如2个波瓣)的合并积分值作为比较的基准值。
此外，在经过电流传感器而流动的电流中，既可以如图3所示例如将充电的情况作为负(minus)、将放电的情况作为正(plus)来进行运算，也可以比较充电电流积分值和放电电流积分值的相互的绝对值。因为能够可靠地避免成为错误的比较。
充放电功率效率运算部3输入上述实测电流和各二次电池的上述实测电压，在从充放电电流累计及比较部2输入了上述一致信号时输出充放电功率效率E。
这里，在将二次电池的放电电流设为Idis，将该二次电池的放电时的正极和负极间的电压(端子间电压)设为Vdis，将向该二次电池的充电电流设为Icha，将该二次电池的充电时的端子间电压设为Vcha时，充放电功率效率E用下式表示：
E＝{∫(Idis×Vdis)dt}/{∫(Icha×Vcha)dt}。
∫(Idis×Vdis)dt和∫(Icha×Vcha)dt的运算，在触发产生部5的触发信号输入了充放电功率效率运算部3时开始。而且，在从充放电电流累计及比较部2输入了上述一致信号时计算充放电功率效率E并输出。
劣化判断部4在从充放电功率效率运算部3接受到充放电功率效率E的输入时，使用被输入的上述实测温度和由SOC运算部1输入的充电率SOC进行二次电池的劣化判断，在劣化发展而判断为异常的情况下向上位控制装置102输出劣化信号，此外，在劣化处于容许范围内而判断为正常的情况下向上位控制装置102输出正常信号。以下，进行详细叙述。
劣化判断部4在其内部具备与上述实测温度T(℃)和二次电池的充电率SOC(％)对应地记录了电池系统100中容许的充放电功率效率(容许充放电功率效率)的值的数据表(例如这些数据表由非易失性存储器构成)。具体而言，按给定温度(例如20℃、21℃、22℃等按每1℃)具备数据表，在一个数据表中分别记录了按给定充电率的(例如40％、45％、50％等每5％的)容许充放电功率效率的值(例如对于充电率20％为70％、对于充电率30％为75％、对于充电率40％为80％)。
劣化判断部4在实测温度T(℃)与上述数据表中所准备的温度不同的情况下，即所具备的数据表中与实测温度T(℃)最接近的值是T1和T2的情况下(T1(℃)＜T(℃)＜T2(℃))，在设T2-T1＝ΔT、T-T1＝ΔT1时，若(ΔT/2)≤ΔT1则选择用于T2(℃)而准备的数据表，若ΔT1＜(ΔT/2)则选择用于T1而准备的数据表。例如，在实测温度为20.4℃，所具备的数据表与该温度最接近的是20℃和21℃这两个的情况下，选择20℃的数据表。因为使用与实测温度T(℃)更接近的温度的数据表，能够进行更准确的劣化判断。
另外，若从触发信号输入时直到放电电流的积分值和充电电流的积分值成为相同的值的时点为止是短时间，则该期间的二次电池的温度变化可以被认为实质上没有变化。因此，可以构成为：仅在实测温度为给定温度(例如，被推断为电池系统动作时的各二次电池的平均温度的预先设定的温度)的情况下劣化判断部4进行劣化判断。在该情况下，与二次电池的充电率SOC(％)对应地记录了容许充放电功率效率的值的数据表不需要按每个实测温度准备多个，仅准备一个即可。此时，不需要向劣化判断部4的上述实测温度的输入，可以构成为触发产生部5探测上述给定温度从而产生触发信号。
而且，劣化判断部4如上述那样选择了与实测温度T(℃)对应的数据表后，选择与输入的充电率SOC(％)对应的容许充放电功率效率。此时，在充电率SOC(％)与上述数据表中准备的给定充电率的值不同的情况下，即上述选择的数据表中所准备的充电率中与上述输入的充电率SOC(％)最接近的值是SOC1和SOC2时(SOC1(％)＜SOC(％)＜SOC2(％))，在设SOC2-SOC1＝ΔSOC、SOC-SOC1＝ΔSOC1时，若(ΔSOC/2)≤ΔSOC1则选择与SOC2(％)对应的容许充放电功率效率，若ΔSOC1＜(ΔSOC/2)则选择与SOC1对应的容许充放电功率效率。例如，在某实测温度中从SOC运算部1输入的充电率SOC(％)为43％，与该实测温度对应的数据表中所准备的与该充电率SOC(％)最接近的充电率为40％和45％这两个的情况下，选择与45％的充电率对应的容许充放电功率效率。因为使用与上述充电率SOC(％)更接近的充电率所对应的容许充放电功率效率，能够进行更准确的劣化判断。
因此，劣化判断部4从与被输入的上述实测温度最接近的数据表选择与由SOC运算部1输入的充电率SOC最接近的充电率的数据，并且从该数据表选择与该选择的充电率SOC相当的容许充放电功率效率。而且，劣化判断部4比较从充放电功率效率运算部3输入的充放电功率效率E和上述选择的容许充放电功率效率，
在“所选择的容许充放电功率效率”＞“所输入的充放电功率效率E”的情况下，判断为上述异常，输出劣化信号。
在“所选择的容许充放电功率效率”≤“所输入的充放电功率效率E”的情况下，判断为正常，输出正常信号。
这里，在向劣化判断部4输入的上述实测温度T(℃)以及充电率SOC(％)与上述数据表中所准备的与各个相对应的某一个值相同的情况下，将上述数据表中所记录的与各个相对应的容许充放电功率效率的值作为上述“所选择的容许充放电功率效率”即可。
另外，如上所述，这里在数据表中没有准备与向劣化判断部4输入的上述实测温度T(℃)以及充电率SOC相当的值的情况下，构成为将所准备的值中与各个对应的最接近的值看做上述实测温度T(℃)以及该充电率SOC的值，选择与其对应的容许充放电功率效率。
但是，为了进行更准确的劣化判断，也可以如下那样计算容许充放电功率效率。即，可以使用与上述所准备的值中比向劣化判断部4输入的充电率SOC的值(设为P)小的最接近的值(设为“最接近值1”)和比该充电率SOC的值大的最接近的值(设为“最接近值2”)相对应的P的线性比率，来计算与该充电率SOC的值对应的容许充放电功率效率(将该计算出的容许充放电功率效率设为Ep)。
在该情况下，将数据表中所准备的与最接近值1对应的容许充放电功率效率设为P1、与最接近值2对应的容许充放电功率效率设为P2，成为：
Ep＝P1+{(P2-P1)×{(P-最接近值1)/(最接近值2-最接近值1)}}。
能够进行电池系统100中所组装的各二次电池Ca～Ch的劣化判断的机制如下所示。
为了便于说明，图4中示出图1中的二次电池的一部分的详细图。这里，示出了二次电池Ca和二次电池Cb，各个二次电池分别具备电池容器作为构成部件。而且，向这些电池容器的外部引出的正极端子和负极端子分别串联连接。
在这些电池容器内，封入了正极材料、负极材料、电解液，通过该正极材料与上述正极端子电连接，该负极材料与上述负极端子电连接，从而发挥作为二次电池的功能。而且，一个二次电池的上述正极端子和上述负极端子之间的电压成为该二次电池的端子间电压，但是若二次电池劣化则内部电阻的值变大，充电和放电时的功率产生差异(在图4中，将二次电池Ca的内部电阻的值表示为Ra，将电池容器A内的内部电压的值表示为VA，将二次电池Cb的内部电阻的值表示为Rb，将电池容器B内的内部电压的值表示为VB)。
例如，着眼于二次电池Ca，与上述同样地，将电压计Va测量的放电时的端子间电压设为Vdis，将电压计Va测量的充电时的端子间电压设为Vcha，将向二次电池Ca的放电电流设为Idis，将二次电池Ca的充电电流设为Icha时，成为：
Vcha＝VA+(Ra×Icha)
Vdis＝VA-(Ra×Idis)。
因此，二次电池Ca的某一时点的充放电功率效率e因为内部电阻原本就存在所以成为小于1的值，成为：
e＝(Idis×Vdis)/(Icha×Vcha)＜1。
但是，二次电池在其机构上，不能与放电同时充电。因此，将进行放电的某时点的内部电压VA设为Va1，将之后经过给定时间进行充电的时点的内部电压VA设为Va2时，一般Va1≠Va2。另外，因为上述给定时间设为内部电阻不发生变化的程度的时间，所以内部电阻Ra实质上是固定值。
通过设Va1＝Va2来计算充放电功率效率e，从而充放电功率效率e可以作为表示内部电阻对充放电给予的影响的程度的指标。因此，实质上需要与Va1＝Va2同样的状态。
这里，在Va1＝Va2的情况下，认为在二次电池内部蓄积了相同量的电荷。因此，设在放电的电荷量和充电的电荷量实质上相同的时点，在本实施方式的电池系统100中进行劣化判断。尤其，例如在锂离子二次电池那样的基于充电和放电的电流积分量的效率(库伦效率)为大致100％的二次电池中，此时，可以设Va1＝Va2。
具体而言，在充电电流积分值和放电电流积分值成为实质上相同的值的时点，进行各二次电池的劣化判断。因此，充放电功率效率也不是某一时点的值，而是进行一定时间幅度的积分得到的值，即，如上所述，成为：
E＝{∫(Idis×Vdis)dt}/{∫(Icha×Vcha)dt}。
因此，充电电流积分值和放电电流积分值成为实质上相同的值的时点的各二次电池的充放电功率效率E的值，成为表示各个二次电池的劣化的程度的指标的值(指标值)。
通过如上那样进行计算，能够获得指标值。但是，为了进行劣化判断，需要在各二次电池的各自的该指标值为怎样的值的情况下判断为与该指标值对应的二次电池的劣化的基准值。因此，将上述容许充放电功率效率用作该基准值(或者阈值)。
在着眼于某一个二次电池时，在经验上知道：在该二次电池中即使假设内部电阻为相同的值，若该二次电池的充电率(SOC)不同则内部电阻对充放电给予的影响力也不同。因此，在出厂前预先在上述数据表(例如非易失性存储器)中记录或设定与每个实测温度以及充电率相对应的容许充放电功率效率。另外，所谓在同一温度下充电率不同，是指二次电池内所蓄积的电荷量不同。也就是说，若二次电池中所蓄积的电荷量不同，则表示内部电阻对充放电给予的影响不同。
根据以上情况，本实施方式的电池系统100中的各二次电池的劣化判断，可以说是在放电的电荷量和充电的电荷量相同的时点，比较按二次电池中蓄积的当前的电荷量(即充电率)而设定的阈值和充放电功率效率，来判断各二次电池的劣化。
若是上述充放电功率效率E的计算式，则在充放电功率效率E小于阈值的情况下，判断为存在二次电池劣化。另外，也可以存在如下情况：将利用上述充放电功率效率E的计算式的分母和分子颠倒的式子而计算出的值称为充放电功率效率。在该情况下，将按充电率的阈值也适当设定为与上述充放电功率效率E的计算式的情况不同的值，此外，也可以存在如下情况：在该充放电功率效率大于阈值的情况下判断为存在二次电池劣化。
另外，在本实施方式的电池系统100中，如上所述怎样准确地计算各二次电池的当前的充电率SOC，对于准确地进行各二次电池的劣化判断也可以说是重要的。因此，例如，如图5所示那样构成图2的SOC运算部1。如后所述，图5的结构是：因为一般电压起因的推断充电率比电流起因的推断充电率的可靠性高，所以基本上将电压起因的推断充电率作为当前的推断充电率，同时用于使其更加准确的结构。以下，对于SOC运算部1进行说明。
图5中示出SOC运算部1的结构。SOC运算部1具备推断阻抗模型部11(包括推断阻抗表存储部12、推断阻抗电压运算部13)、推断开路电压运算部14、误差决定部15、电池容量决定部16、SOCV运算部17、SOC上下限运算部18、运算周期存储部19、SOC决定部20的各处理部。
另外，后述的实测温度、实测电压是与来自各二次电池Ca～Ch的上述测量信息对应的信息，此外，后述的实测电流是与来自各臂的上述测量信息对应的信息，如图2所示分别被输入SOC运算部1，分别运算各二次电池的充电率。但是，这里为了便于说明，着眼于各二次电池中的一个二次电池来进行说明。
推断阻抗模型部11具备推断阻抗表存储部12和推断阻抗电压运算部13。推断阻抗表存储部12具备记录了与相当于二次电池的电池容器的温度的实测温度T(℃)和二次电池的充电率SOC(％)对应的二次电池内部的推断阻抗Z(Ω)的数据表(例如由非易失性存储器构成)。具体而言，按给定温度(例如20℃、21℃、22℃等每1℃)具备数据表，在一个数据表中分别记录了按给定充电率的(例如40％、45％、50％等每5％的)推断阻抗的值。
该推断阻抗表存储部12输入相当于与二次电池连接的温度传感器输出的温度的实测温度T(℃)、和后述的SOC决定部20输出的充电率SOC(％)，使用上述数据表，向推断阻抗电压运算部12输出与这些实测温度T(℃)和充电率SOC(％)对应的推断阻抗Z(Ω)。
推断阻抗表存储部12在实测温度T(℃)与上述数据表中所准备的温度不同的情况下，即所具备的数据表中与实测温度T[℃]最接近的值是T1和T2的情况下(T1(℃)＜T(℃)＜T2(℃))，在设T2-T1＝ΔT、T-T1＝ΔT1时，若(ΔT/2)≤ΔT1则选择用于T2(℃)而准备的数据表，若ΔT1＜(ΔT/2)则选择用于T1而准备的数据表。例如，在实测温度为22.4℃、所具备的数据表与该温度最接近的是22℃和23℃这两个的情况下，选择22℃的数据表。因为使用与实测温度T(℃)更接近的温度的数据表，能够进行误差更少的充电率运算。
推断阻抗表存储部12如上述那样选择了与实测温度T(℃)对应的数据表后，选择与从SOC决定部20输入的充电率SOC(％)对应的推断阻抗Z(Ω)。此时在充电率SOC(％)与上述数据表中准备的给定充电率的值不同的情况下，即上述选择的数据表中准备的充电率中与上述输入的充电率SOC(％)最接近的是SOC1和SOC2时(SOC1(％)＜SOC(％)＜SOC2(％))，在设SOC2-SOC1＝ΔSOC、SOC-SOC1＝ΔSOC1时，若(ΔSOC/2)≤ΔSOC1则选择与SOC2(％)对应的推断阻抗，若ΔSOC1＜(ΔSOC/2)则选择与SOC1对应的推断阻抗。例如，在某实测温度下从SOC决定部20输入的充电率SOC(％)为48％，与该实测温度对应的数据表中所准备的与该充电率SOC(％)最接近的充电率是45％和50％这两个的情况下，选择与50％的充电率对应的推断阻抗，作为推断阻抗Z(Ω)而输出。因为使用与更接近于上述充电率SOC(％)的充电率对应的推断阻抗，能够进行误差较少的充电率运算。
推断阻抗电压运算部13是输入相当于与成为上述充电率运算对象的二次电池连接的电流传感器输出的电流的实测电流I(A)和上述推断阻抗Z(Ω)，运算推断阻抗电压VZ(V)，并且将其输出给后述的推断开路电压运算部14的处理部。具体而言，进行如下运算：实测电流I(A)×推断阻抗Z(Ω)＝推断阻抗电压VZ(V)。
此外，推断开路电压运算部14输入与连接于该二次电池的电压传感器输出的电压相当的实测电压V(V)和上述推断阻抗电压VZ(V)，通过从上述实测电压V(V)减去上述推断阻抗电压VZ(V)从而计算二次电池的推断开路电压VO(V)。然后，将该计算出的推断开路电压VO(V)输出给后述的SOCV运算部17。
SOCV运算部17(第一推断充电率运算部)是输入上述推断开路电压VO(V)和上述实测温度T(℃)，根据这两个信息向后述的SOC决定部20输出SOCV(％)(基于推断开路电压的二次电池的推断充电率。也称为第一推断充电率)的处理部。也可以说是计算电压起因的推断充电率的处理部。
SOCV运算部17具备记录了与上述实测温度T(℃)和上述推断开路电压VO(V)对应的SOCV(％)的数据表。具体而言，按给定温度(例如，20℃、21℃、22℃等每1℃)具备数据表，一个数据表分别记录了按给定推断开路电压VO(V)的(例如5.0V、5.1V、5.2V等每0.1V的)SOCV(％)的值。
与推断阻抗表存储部12中的处理同样地，SOCV运算部17在实测温度T(℃)与上述数据表的对应温度不同的情况下，即所具备的数据表中与实测温度T(℃)最接近的是T1和T2的情况下(T1(℃)＜T(℃)＜T2(℃))，在设T2-T1＝ΔT、T-T1＝ΔT1时，若(ΔT/2)≤ΔT1则选择用于T2(℃)而准备的数据表，若ΔT1＜(ΔT/2)则选择用于T1而准备的数据表。
而且，SOCV运算部17在如上述那样选择了与实测温度T(℃)对应的数据表后，选择与从推断开路电压运算部14输入的推断开路电压VO(V)对应的SOCV(％)。此时，在推断开路电压VO(V)与上述数据表中所准备的给定推断开路电压的值不同情况下，即上述所选择的数据表中所准备的给定推断开路电压中与上述输入的推断开路电压VO(V)最接近的是VO1和VO2时(VO1(V)＜VO(V)＜VO2(V))，在设VO2-VO1＝ΔVO、VO-VO1＝ΔVO1时，若(ΔVO/2)≤ΔVO1则选择与VO2(V)对应的推断开路电压，若ΔVO1＜(ΔVO/2)则选择与VO1对应的推断开路电压。例如，在某实测温度下从推断开路电压运算部14接收的推断开路电压为5.04V，与该实测温度对应的数据表中所准备的与该推断开路电压最接近的推断开路电压为5.0V和5.1V这两个的情况下，选择与5.0V的推断开路电压对应的SOCV(％)，向SOC决定部20输出。因为使用与推断开路电压运算部14输出的推断开路电压VO(V)更接近的推断开路电压所对应的SOCV(％)的值，能够进行误差较少的充电率运算。
SOC上下限运算部18(第二推断充电率运算部)是使用与配置在臂上的电流传感器输出的电流相当的实测电流I(A)、误差决定部15中所存储的电流误差的上限值ΔIH(A)以及下限值ΔIL(A)、和电池容量决定部16中所存储的电池容量Ah(Ah)，按照运算周期存储部19按给定运算周期L(s)(例如1秒)产生的周期信号，进行该运算周期L(s)的期间的下述运算，计算二次电池的推断充电率的上限SOC-H(％)(以下，有时记作SOCH。也称为第二推断充电率)、下限SOC-L(％)(以下，有时记作SOCL。也称为第三推断充电率)以及SOCI(％)(也称为第四推断充电率)，并且将它们输出给SOC决定部20的处理部。也可以说是计算电流起因的推断充电率的处理部。
各个计算式如下所述。
SOCI＝SOCInit+100×∫(I)dt/(3600×Ah)
SOCH＝SOCInit+100×∫(I+ΔIH)dt/(3600×Ah)
＝SOCI+100×∫(ΔIH)dt/(3600×Ah)
SOCL＝SOCInit+100×∫(I+ΔIL)dt/(3600×Ah)
＝SOCI+100×∫(ΔIL)dt/(3600×Ah)
这里，上述误差的上限值ΔIH(A)(ΔIH＞0)以及下限值ΔIL(A)(ΔIL＜0)是上述电流传感器的灵敏度的误差范围的上限值以及下限值，是根据使用的电流传感器而预先设定的固定值。这两个值被存储在误差决定部内的存储器(例如非易失性存储器)中。
此外，电池容量Ah(Ah)是上述二次电池中预先设定的全电池容量，也可以作为固定值。在该情况下，可以将该固定值存储在电池容量决定部内的存储器(例如非易失性存储器)中。
SOCInit(％)是按运算周期L(s)的初始值，除了后述的系统启动时以外，成为后述的SOC决定部20的输出值、即SOC决定部20发送的最佳值。
上述数式的积分值是在运算周期L(s)的期间所积分的值。
另外，这里将电池容量决定部16存储的电池容量设为了固定值，但是因为电池容量会根据电池容器的温度、从二次电池输出的电流值而变化，所以为了进行误差更少的充电率运算，也可以将其设为以这两个值为参数的可变值。在该情况下，预先测量该数据从而作成数据表，并且根据该数据表决定电池容量。
在该情况下，电池容量决定部16输入上述实测温度T(℃)和上述实测电流I(A)，使用上述数据表，向SOC上下限运算部18发送与这些实测温度T(℃)和实测电流I(A)对应的电池容量Ah(Ah)。
具体而言，电池容量决定部具备记录了与上述实测温度T(℃)和上述实测电流I(A)对应的电池容量Ah(Ah)的数据表。按给定温度(例如20℃、21℃、22℃等按每1℃)具备数据表，一个数据表分别存储了按给定实测电流I(A)的(例如1.0A、1.1A、1.2A等按每0.1A的)电池容量的值。
与推断阻抗表存储部12中的处理同样地，电池容量决定部16在实测温度T(℃)与上述数据表中所准备的温度不同的情况下，即所具备的数据表中与实测温度T(℃)最接近的是T1和T2时(T1(℃)＜T(℃)＜T2(℃))，在设T2-T1＝ΔT、T-T1＝ΔT1时，若(ΔT/2)≤ΔT1则选择用于T2(℃)而准备的数据表，若ΔT1＜(ΔT/2)则选择用于T1而准备的数据表。
而且，电池容量决定部16如上述那样选择了与实测温度T(℃)对应的数据表后，选择与上述实测电流值I(A)对应的电池容量。此时，在实测电流I(A)与上述数据表中所准备的给定实测电流的值不同的情况下，即上述所选择的数据表中所准备的给定实测电流中与上述实测电流I(A)最接近的是I1和I2的情况下(I1(A)＜I(A)＜I2(A))，在设I2-I1＝ΔI、I-I1＝ΔI1时，若(ΔI/2)≤ΔI1则选择与I2(A)对应的电池容量，若ΔI1＜(ΔI/2)则选择与I1对应的电池容量。例如，在某实测温度下实测电流值为1.05A，与该实测温度对应的数据表中所准备的与上述实测电流值最接近的实测电流值为1.0A和1.1A这两个值的情况下，选择与1.1A的实测电流值对应的电池容量，作为电池容量Ah(Ah)而输出给SOC上下限运算部18。因为使用与上述实测电流值(A)更接近的电流值相对应的电池容量的值，能够进行误差较少的充电率运算。
SOC决定部20(充电率决定部)从SOC上下限运算部18和SOCV运算部17输入上述SOC-H(％)、SOC-L(％)、SOCI(％)、SOCV(％)。而且，SOC决定部20是选择SOC-H(％)、SOC-L(％)、以及SOCV(％)这3个值中的一个值作为与实际充电率最接近的最佳值的处理部。
该选择的最佳值作为二次电池的充电率SOC(％)，被按每个运算周期L(s)从SOC决定部20向使用该充电率进行二次电池的充放电控制等的上位控制部102发送。而且，SOC决定部20在该运算周期L(s)的期间内将SOCI(％)作为充电率SOC(％)向上位控制装置102等发送。
对于最佳值的选择机构，在对图6、图7进行说明的地方进行叙述。
上述上位控制装置102将所接收到的各二次电池的充电率SOC(％)的值发送给例如图1的显示装置103，显示装置103能够利用光、声音等显示充电率，从而向利用该电池系统100的用户进行通知，并且使其认识到。
在上位控制装置102中具备的电池系统100的启动开关(未图示)变为OFF，即将对电池系统内的SOC运算部1等装置断绝来自上述二次电池的电力供给之前，上位控制装置102向自身内置的非易失性存储器存储SOC决定部20发送的该即将断绝电力供给之前的充电率SOC(％)。而且，在上述启动开关变为ON从而对电池系统内的SOC决定部20等装置刚刚开始来自上述二次电池的电力供给之后，上位控制装置102将上述非易失性存储器中存储的充电率SOC(％)作为SOCInit(％)发送到SOC上下限运算部18和推断阻抗表存储部12。据此，在上述启动开关刚开始变为ON、SOC决定部20还未发送上述最佳值之前，也能够提供SOCInit(％)，所以能够进行使上述各数式成立的计算。
另外，在上述启动开关的OFF期间由于充放电电流的影响而出现的阻抗电压与实测电压相比足够小而能够忽视的情况下，也可以使用SOCV作为SOCInit(％)。
另外，如上所述，在推断阻抗表存储部12、SOCV运算部17、电池容量决定部16的每一个中，分别使用与输入的2个参数对应的数据表来选择输出值、即推断阻抗Z(Ω)、SOCV(％)、电池容量Ah(Ah)，并且进行输出。所涉及的2个参数，如上所述，在推断阻抗表存储部12中是实测温度T(℃)和充电率SOC(％)，在SOCV运算部17中是实测温度T(℃)和推断开路电压VO(V)，在电池容量决定部16中是实测温度T(℃)和实测电流I(A)。
都是首先选择了与上述2个参数中的一个参数即实测温度T(℃)对应的数据表后，使用其他参数来选择各自要输出的值。这里构成为，在数据表中没有准备与其他参数相当的值的情况下，将所准备的值中最接近的值看做该其他参数的值，并且将与其对应的值作为输出值。
但是，为了使充电率SOC(％)的误差更少，也可以使用与上述所准备的值中比上述其他参数的值(设为P)小的最接近的值(设为“最接近值1”)和比上述其他参数的值大的最接近的值(设为“最接近值2”)相对应的P的线性比率来决定输出值。
在该情况下，对于实际输出的值，将与数据表中所准备的最接近值1相当的输出值设为输出值1，将与最接近值2相当的输出值设为输出值2时，实际输出的值是：输出值＝输出值1+(输出值2-输出值1)×(P-最接近值1)/(最接近值2-最接近值1)。
例如，在推断阻抗表存储部12的情况下，如上所述，按给定温度(例如20℃、21℃、22℃等每1℃)准备数据表，在一个数据表中分别存储按给定充电率的(例如40％、45％、50％等每5％的)推断阻抗的值。
这里，在某实测温度下从SOC决定部20接收的充电率SOC(％)为43％，与该实测温度对应的数据表中所准备的与该充电率SOC(％)最接近的充电率是40％和45％这两个，与充电率40％相当的推断阻抗为0.001Ω，与充电率45％相当的推断阻抗为0.002Ω来准备了数据表的情况下，从推断阻抗表存储部12发送的推断阻抗Z(Ω)的值成为：0.001(Ω)+(0.002(Ω)-0.001(Ω))×(43(％)-40(％))/(45(％)-40(％))＝0.0016(Ω)。
对于SOCV运算部17、电池容量决定部16的每一个，也能够同样地进行处理。
图6是表示SOC运算部1的处理概要的第1图。
如该图所示，SOC运算部1在从时刻t(s)到时刻t+L(s)的期间，分别运算SOCV(％)、SOC-H(％)、SOC-L(％)。此外SOC运算部1在从时刻t到时刻t+L(s)的期间，将时刻t(s)处的充电率作为初始值SOCInit(％)，来运算通过实测电流的积分而进行运算的情况下的二次电池的推断充电率SOCI(％)。在时刻t+L(s)中，SOCV(％)为SOC-L(％)和SOC-H(％)的范围以上的值，所以SOC运算部1将SOC-H(％)决定为当前的二次电池的充电率。也就是说，将通过实测电流而计算出的二次电池的推断充电率SOCI(％)的值，向上修改为利用实测电流的误差的上限来计算推断充电率而得到的值SOC-H(％)，并进行输出。
此外，SOC运算部1在从时刻t+L(s)到时刻t+2L(s)的期间，分别运算SOCV(％)、SOC-H(％)、SOC-L(％)。此外SOC运算部1在从时刻t+L(s)到时刻t+2L(s)的期间，将时刻t+L(s)处的充电率作为初始值SOCInit(％)，运算通过实测电流的积分而进行运算的情况下的二次电池的推断充电率SOCI(％)。在时刻t+2L(s)中，SOCV(％)是SOC-L(％)和SOC-H(％)的范围内的值，所以SOC运算部1将SOCV(％)决定为当前的二次电池的充电率。也就是说，判断为SOCV的值在某种程度上可信，将通过实测电流能够计算出的二次电池的推断充电率SOCI(％)的值切换为基于推断开路电压而运算出的推断充电率SOCV并进行输出。
此外，SOC运算部1在从时刻t+2L(s)到时刻t+3L(s)的期间，分别运算SOCV(％)、SOC-H(％)、SOC-L(％)。此外SOC运算部1在从时刻t+2L(s)到时刻t+3L(s)的期间，将时刻t+2L(s)处的充电率作为初始值SOCInit(％)，来运算通过实测电流的积分进行运算的情况下的二次电池的推断充电率SOCI(％)。在时刻t+3L(s)中，因为SOCV(％)是SOC-L(％)和SOC-H(％)的范围以下的值，所以SOC运算部1将SOC-L(％)决定为当前的二次电池的充电率。也就是说，将通过实测电流而计算出的二次电池的推断充电率SOCI(％)的值，向下修正为利用实测电流的误差的下限来计算推断充电率而得到的值SOC-L(％)，并进行输出。
图7是表示SOC运算部1的处理概要的第2图。
在图6中，示出了二次电池的充电率增加的情况的处理概要，而在图7中示出二次电池的充电率下降的情况的处理概要。图7的情况也与图6的情况同样地，按照各运算周期的定时(timing)，将SOCI(％)的值切换为SOCV(％)或者SOC-H(％)或者SOC-L(％)的值来决定当前的充电率。此时，同样地，若SOCV(％)处于SOC-H(％)和SOC-L(％)的范围，则将SOCV(％)决定为当前的充电率，此外若SOCV(％)为SOC-H(％)和SOC-L(％)的范围以上，则将SOC-H(％)决定为当前的充电率，此外若SOCV(％)为SOC-H(％)和SOC-L(％)的范围以下，则将SOC-L(％)决定为当前的充电率。
根据以上处理，在推测出SOCV(％)的值为能够信赖的范围(反映了实测电流的误差的推断充电率SOC-L(％)～SOC-H(％)的范围)的值的情况下，按照运算周期，将该SOCV(％)的值决定为当前的推断充电率SOC(％)。一般，SOCV(％)比SOCI(％)可靠性高，所以将SOCV(％)的值作为当前的推断充电率。
此外，在推测出SOCV(％)的值为不能信赖的范围(反映了实测电流的误差的推断充电率SOC-L(％)～SOC-H(％)的范围以外的范围)的值的情况下，将与该SOCV(％)的值接近的SOCI(％)的误差的上限SOC-H(％)或者下限SOC-L(％)的值决定为当前的推断充电率SOC(％)。
因此，即使在伴随二次电池劣化而内部电阻增大从而不能信赖所推断的二次电池的开路电压的值的情况下，将根据基于推断开路电压VO(V)而运算出的SOCV(％)与反映了实测电流I(A)的误差的推断充电率SOC-H(％)、SOC-L(％)的关系而能够推测是最合适的值决定为当前的充电率。据此，对于运算出的充电率的值，能够削减过去的累积的误差的混入，据此，能够提高充电率的运算结果的精度。
如上所述，在本实施方式的电池系统100中，能够利用如下简单的结构来进行各二次电池的劣化判断，即：如上所述，利用在放电的电荷量和充电的电荷量相同的时点比较按照二次电池中所蓄积的当前的电荷量(即，充电率)而设定的阈值和充放电功率效率。而且，通过使SOC运算部1的结构为上述结构，从而能够进行更准确的劣化判断。
(第2实施方式)
以下，参照附图来说明本发明的第2实施方式的电池系统。本电池系统是与第1实施方式的电池系统100基本相同的结构，不同点是：BMS内的一部分结构不是图2所示的结构，而被置换为图8所示的结构。同一符号的结构与第1实施方式相同，所以省略详细的说明。
通过置换为图8所示的结构，与第1实施方式的电池系统不同，不仅能够进行各二次电池的劣化判断，而且能够计算出各二次电池的内部电阻值并发送到上位控制装置102。
在图8中，BMU内不仅具备进行与图2同样的动作的SOC运算部1、充放电功率效率运算部3以及触发产生部5，而且具备在图2的劣化判断部4中增加了新功能的劣化判断部6、在图2的充放电电流累计及比较部2中增加了新功能的充放电电流累计及比较部7、以及相对于图2新配置的电压存储部8和内部电阻运算部9。以下，除了各个增加的新功能以外，与第1实施方式相同，所以省略说明，以各个增加的新功能为中心进行说明。
首先，说明能够计算内部电阻值的机制。如图9所示，一般在二次电池的充放电曲线中，可以看出在一定的充电率SOC的范围端子间电压成为大致固定的现象。这里，将该大致一定的范围中的最下端的充电率SOC设为最小充电率SOC1，将该大致一定的范围中的最上端的充电率SOC设为最大充电率SOC2。在图9中，SOC1＝30％，SOC2＝80％。当然，根据正极材料、负极材料、电解液的组合以及它们的组成，存在该大致固定的电压有少许倾斜的情况，以及SOC1、SOC2的值不同的情况。即使如此，在利用大容量二次电池反复进行短时间的充放电的情况下，SOC1和SOC2之间的端子间电压可以看做大致固定。
鉴于图9那样的二次电池的特性，为了稳定地进行作为电池系统的动作，期望在上述成为大致固定的电压的充电率的范围、即SOC1至SOC2之间，使电池系统运转。
本实施方式根据上述观点以在SOC1至SOC2的范围使电池系统运转为前提。因此，内部电压的值看做大致固定，作为固定值来考虑。
如上所述，着眼于图4的二次电池Ca，将与电压计Va测量的放电时的端子间电压相当的实测电压的值设为Vdis，将与电压计Va测量的充电时的端子间电压相当的实测电压的值设为Vcha，将与对二次电池Ca的放电电流相当的实测电流的值设为Idis，将与二次电池Ca的充电电流相当的实测电流的值设为Icha，此外，因为在内部电阻不发生变化的程度的时间内进行劣化判断，所以内部电阻Ra看做固定值。而且，如上所述，VA看做固定值。
此时，如上所述，充放电功率效率E为：
E＝{∫(Idis×Vdis)dt}/{∫(Icha×Vcha)dt}，
Vcha＝Va+(Ra×Icha)
Vdis＝Va-(Ra×Idis)
所以将充放电功率效率E的式子的分子设为E1，将分母设为E2时，
E1＝∫(Idis×Vdis)dt
＝∫(VA×Idis)dt-∫(Ra×(Idis)2)dt
＝VA×∫(Idis)dt-Ra×∫(Idis)2dt
E2＝∫(Icha×Vcha)dt
＝∫(VA×Icha)dt+∫(Ra×(Icha)2)dt
＝VA×∫(Icha)dt+Ra×∫(Icha)2dt  。
而且，与第1实施方式同样，在充电电流的积分值和放电电流的积分值相同(或者实质上相同)的情况下，进行二次电池的劣化判断，所以设∫(Icha)dt＝∫(Idis)dt＝α时，
E1＝VA×α-Ra×∫(Idis)2dt
E2＝VA×α+Ra×∫(Icha)2dt  。
因此，充放电功率效率运算部3进行运算从而计算出作为固定值的E的值，所以若能够得到都是固定值的VA、α、∫(Idis)2dt、以及∫(Icha)2dt的值，则能够计算出内部电阻Ra的值。即，能够如下进行计算：
Ra＝{Va×(1-E)}/{(∫(Idis)2dt+E×∫(Icha)2dt)}。
因此，在图8的结构中，将用于计算VA、α、∫(Idis)2dt、以及∫(Icha)2dt的值的新功能增加到图2的结构中。
接下来，详细地说明图8的结构。
首先，劣化判断部6除了具备劣化判断部4的功能之外，还具备如下新功能：输出正常信号或者异常信号时，与其同步地输出重置信号。
电压存储部8被输入上述实测电流的值和实测电压的值，存储并保持实测电流成为0A时的实测电压的值。将该被保持的电压值称为保持电压值。而且，电压存储部8将该保持电压值输出给后述的内部电阻运算部9。
这里，在实测电流为0A时，因为不产生基于内部电阻的电压，所以内部电压的值相当于保持电压值。即，这里，保持电压值成为VA的值。
而且，电压存储部8被输入上述重置信号从而消去上述保持电压值，之后重新存储并保持实测电流成为0A时的实测电压的值。
充放电电流累计及比较部7输入与电流传感器测量的电流相当的上述实测电流，并且输入触发产生部5输出的触发信号后，将该实测电流分为充电电流和放电电流这两种，从而分别对它们进行累计，并且比较充电电流的积分值和放电电流的积分值是否是相同的值。其中，在该累计中，不仅执行∫(Icha)dt和∫(Idis)dt，还同时执行∫(Icha)2dt和∫(Idis)2dt。
然后，在∫(Icha)dt和∫(Idis)dt成为相同的值(上述α的值)时，向充放电功率效率运算部3输出一致信号。
此外，与该一致信号的输出同步地，向后述的内部电阻运算部9输出α、∫(Icha)2dt以及∫(Idis)2dt的值。
内部电阻运算部9输入来自电压存储部8的保持电压值、和来自充放电电流累计及比较部7的α、∫(Icha)2dt以及∫(Idis)2dt的值，进而在输入了从充放电功率效率运算部3输出的充放电功率效率E时，计算内部电阻的值。
若着眼于二次电池Ca，则其内部电阻的值被算出为：
Ra＝{Va×(1-E)}/{(∫(Idis)2dt+E×∫(Icha)2dt)}。
而且，所计算出的内部电阻的值被发送到上位控制装置102。而且，用户能够通过适当操作上位控制装置102，从而使显示装置103显示这些内部电阻的值。
因此，在本实施方式的电池系统中的上位控制装置102中，能够掌握构成组电池的各二次电池Ca～Ch中哪个二次电池异常、哪个正常，并且还能够掌握其各自的内部电阻值，所以例如，能够仅将异常的二次电池的信息显示在显示装置103中，从而能够对该电池系统的用户进行促使修理等的注意唤起。
另外，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变形。例如，在上述第1以及第2实施方式中，在BMU内进行了二次电池的劣化判断等，但是也可以将该结构配置在上位控制装置102中，从而由上位控制装置102进行劣化判断等。在劣化判断时，也不局限于二次电池放电的电荷量和充电的电荷量完全相同的情况，也可以在实质上相同的情况下进行劣化判断。
此外，上述的任一数据表都可以使用非易失性存储器来构成。
进而，作为电池系统记载了具备多个臂的结构，但是也可以仅是一个臂，此外，也可以是不由组电池而仅由一个二次电池构成的电池系统。
产业上的可利用性
本发明涉及一种电池系统，具有：二次电池；温度传感器，其测量所述二次电池的温度，并且将所测量到的温度作为温度信息输出；电流传感器，其测量所述二次电池的电流，并且将所测量到的电流作为电流信息输出；电压传感器，其测量所述二次电池的电压，并且将所测量到的电压作为电压信息输出；和控制装置，其输入所述温度信息、所述电流信息以及所述电压信息，所述控制装置使用所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充放电功率效率，并且使用所述温度信息、所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充电率，通过使用所述电流信息来判断所述二次电池放电的电荷量和充电的电荷量是否实质上相同，在判断为是所述相同的情况下，比较与所述充电率对应地设定的阈值和所述充放电功率效率，来判断所述二次电池的劣化。根据本发明，能够利用简单的结构来准确地判断多个二次电池的劣化状态。
符号说明
1    SOC运算部
2    充放电电流累计及比较部
3    充放电功率效率运算部
4    劣化判断部
5    触发产生部
6    劣化判断部
7    充放电电流累计及比较部
8    电压存储部
9    内部电阻运算部
11   推断阻抗模型部
12   推断阻抗表存储部
13   推断阻抗电压运算部
14   推断开路电压运算部
15   误差决定部
16   电池容量决定部
17   SOCV运算部
18    SOC上下限运算部
19    运算周期存储部
20    SOC决定部
100   电池系统
101   电池模块
102   上位控制装置
103   显示装置
104   功率负载
105   BMS

Claims (5)

1.一种电池系统，具有：
二次电池；
温度传感器，其测量所述二次电池的温度，并且将所测量到的温度作为温度信息输出；
电流传感器，其测量所述二次电池的电流，并且将所测量到的电流作为电流信息输出；
电压传感器，其测量所述二次电池的电压，并且将所测量到的电压作为电压信息输出；和
控制装置，其输入所述温度信息、所述电流信息以及所述电压信息，
所述控制装置使用所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充放电功率效率，并且使用所述温度信息、所述电流信息和所述电压信息运算所述二次电池的充电率，通过使用所述电流信息来判断所述二次电池放电的电荷量和充电的电荷量是否实质上相同，在判断为是所述相同的情况下，比较与所述充电率对应地设定的阈值和所述充放电功率效率，来判断所述二次电池的劣化。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，
所述电池系统还具有显示装置，
所述控制装置具备：
SOC运算部，其使用所述温度信息、所述电流信息和所述电压信息来运算并输出所述二次电池的充电率；
充放电电流累计及比较部，其使用所述电流信息，通过对所述电流信息之中所述二次电池放电的所述电流信息所对应的放电信息进行积分来计算出所述放电的电荷量，并且通过对所述电流信息之中所述二次电池充电的所述电流信息所对应的充电信息进行积分来计算出所述充电的电荷量，在所述放电的电荷量和所述充电的电荷量大致一致的情况下，输出一致信号；
充放电功率效率运算部，其使用所述电流信息和所述电压信息来运算所述充放电功率效率，并且将输入了所述一致信号时所运算出的所述充放电功率效率输出；和
劣化判断部，其输入所述充电率和所述充放电功率效率，比较与所述充电率对应的所述阈值和所述充放电功率效率，输出所述比较的结果，
所述显示装置显示所述比较的结果。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中，
所述劣化判断部还具备与所述温度信息对应的数据表，
所述劣化判断部使用所述温度信息和所述充电率并根据所述数据表来求出所述阈值。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其中，
所述充放电电流累计及比较部计算并输出：对所述放电信息进行积分而得到的第1值、对所述放电信息的平方值进行积分而得到的第2值、对所述充电信息进行积分而得到的第3值、和对所述充电信息的平方值进行积分而得到的第4值，
所述控制装置还具备：
电压存储部，其使用所述电流信息和所述电压信息，存储并输出与所述二次电池中流动的电流实质上为零的情况下的所述电压信息相当的内部电压信息；和
内部电阻运算部，其输入所述内部电压信息、所述充放电功率效率和所述第1值至第4值，计算并输出内部电阻的值，
所述显示装置能够显示所述内部电阻的值。
5.根据权利要求3或4所述的电池系统，其中，
所述SOC运算部具有：
SOCV运算部，其输出起因于电压的第一推断充电率；
SOC上下限运算部，其基于以给定周期对与所述电流信息对应的信息以及电流误差上限值进行积分而得到的结果和所述二次电池的电池容量，输出第二推断充电率，基于以所述给定周期对与所述电流信息对应的信息以及电流误差下限值进行积分而得到的结果和所述电池容量，输出第三推断充电率，基于以所述给定周期对与所述电流信息对应的信息进行积分而得到的结果和所述电池容量，输出第四推断充电率；和
SOC决定部，其输入所述第一推断充电率至第四推断充电率，在所述给定周期的期间内将上述第四推断充电率作为所述充电率输出，在所述给定周期的终点，当所述第一推断充电率是所述第二推断充电率与所述第三推断充电率之间的推断充电率的值时，将所述第一推断充电率作为所述充电率输出，当所述第一推断充电率是所述第二推断充电率以上的值时，将所述第二推断充电率作为所述充电率输出，当所述第一推断充电率是所述第三推断充电率以下的值时，将所述第三推断充电率作为所述充电率输出。
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