CN103138026B

CN103138026B - 电池组的控制装置

Info

Publication number: CN103138026B
Application number: CN201210507531.0A
Authority: CN
Inventors: 加藤行成; 宮崎泰仁; 久保田智也; 下井田良雄
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN103138026A; JP2013118757A; JP5994240B2

Abstract

本发明涉及电池组的控制装置，能够判断电池的异常的种类，具备包含多个单电池的电池组、检测单电池的电压值的电压检测单元。具备：调整单元，将多个单电池(C1~CN)的电压或充电状态调整为规定的目标值；预测值计算单元，根据多个单电池的电压值的电压差，来预测由调整单元调整多个单电池的电压或充电状态的偏差的调整时间、调整单元的每个单位时间的调整次数、调整容量，作为预测值；实测值计算单元，计算利用调整单元将多个单电池的电压或充电状态调整为目标值为止实际需要的调整时间、利用调整单元实际进行调整的每个单位时间的调整次数、利用调整单元实际进行调整的调整容量，作为实测值；判断单元，使用预测值和实测值判断电池组(100)的异常的种类。

Description

电池组的控制装置

技术领域

本发明涉及电池组的控制装置。

背景技术

已知对蓄电装置的异常进行检测的检测装置，该蓄电装置是通过将至少包含一个蓄电元件的多个蓄电部进行连接而构成的，该蓄电装置的异常检测装置具备：均等化处理部，其多次执行使上述多个蓄电部各自的容量或电压的偏差均等化的处理；均等化处理间隔计算部，其当上述均等化处理部结束了一个均等化处理时，计算这一个均等化处理与在这一个均等化处理之前所执行的另一个均等化处理之间的时间间隔；异常发生警告判断部，在上述均等化处理间隔计算部计算出的时间间隔比作为应该判断为上述蓄电装置处于与异常状态接近的状态而设定的时间短的情况下，该异常发生警告判断部判断为上述蓄电装置处于与异常状态接近的状态；异常判断值计算部，在上述异常发生警告判断部判断为上述蓄电装置处于与异常状态接近的状态的情况下，该异常判断值计算部使用在该判断后所测量的上述蓄电装置的充放电容量，来计算对上述蓄电装置的充放电电流的绝对值进行积分而得到的异常判断值；以及异常判断处理部，在上述异常判断值计算部计算出的异常判断值大于等于作为应该判断为上述蓄电装置处于异常状态而设定的规定的基准值的情况下，该异常判断处理部判断为上述蓄电装置处于异常状态(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-134060号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，存在如下的问题：为了区别电池的异常的种类，仅检测使多个蓄电池的偏差的均等化处理的时间间隔变短的情况是不够的，在现有技术的检测方法中，无法区别地检测电池的异常的种类。

本发明要解决的问题是提供一种电池组的控制装置，能够判断电池的异常的种类。

用于解决问题的方案

本发明通过以下的方式解决上述课题：根据多个单电池之间的电压值的差，来预测对多个单电池的电压或充电状态的偏差进行调整的调整时间、每个单位时间的调整次数、或调整容量，作为预测值，计算将多个单电池的电压或充电状态调整为目标值为止实际需要的上述调整时间、或每个上述单位时间的调整次数，作为实测值，使用上述预测值和上述实测值，来判断电池组的异常的种类。

根据本发明，由于上述实测值相对于上述预测值的变化因电池组的异常的种类不同而不同，所以通过检测该变化，能够判断电池组的异常的种类。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的包含电池组的控制装置的电池组系统的结构图。

图2是图1的电池控制器的框图。

图3是表示图1的电池组中对应于每个单位时间的电压偏差的调整时间特性的曲线图。

图4是表示由图2的预测部和实测部计算的每个时间的预测值和实测值的特性的曲线图。

图5是表示图1的电池组中对应于容量的电压特性的曲线图。

图6是表示图1的电池组中对应于容量的电压特性的曲线图。

图7是图1的单电池和容量调整用的电阻的电路图。

图8是表示通过图2的预测部和实测部计算的每个时间的偏离度的特性的曲线图。

图9是表示图2的电池控制器的控制步骤的流程图。

图10是表示在本发明的其它的实施方式所涉及的电池组的控制装置中通过预测部和实测部计算的每个时间的偏离度的特性的曲线图。

附图标记说明

100：电池组；C1~CN、Cp：单电池；102：温度传感器；200：负载；300：电流传感器；400：容量调整电路；401：电阻；402：开关；500：电池控制器；501：电压检测部；502：电流检测部；503：电池温度检测部；504：容量调整部；505：控制部；506：异常判断部；507：预测部；508：存储部；509：实测部；510：报告部；511：通信部。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

第一实施方式

图1是本实施方式所涉及的包含电池组的控制装置的电池组系统的结构图。以下，示例本实施方式所涉及的电池组系统用作混合动力车辆、电动汽车等的车辆用的电池的情况，来进行说明。

如图1所示，本实施方式所涉及的电池组系统具备：电池组100，其具备串联连接的多个单电池C1~CN；负载200，其电连接在电池组100的两端；容量调整电路400，其用于对电池组100进行容量调整；以及电池控制器500，其对电池组系统整体进行控制。

电池组100是将N个单电池C1~CN串联连接而构成的。作为各单电池C1~CN，能够列举镍氢电池等碱性蓄电池、锂离子电池等有机电解质二次电池等，但在本实施方式中，示例使用了锂离子电池作为单电池C1~CN的情况来进行说明。另外，还包含并联连接且可测量的端子电压相同而能够被视为单电池的状态的多个电池作为单电池C1~CN。此外，单电池的个数N并没有特别限定，能够根据期望而适当地进行设定。另外，电池组100具备温度传感器102，该温度传感器102用于测量构成电池组100的单电池C1~CN的温度。由温度传感器102测量得到的电池温度发送到电池控制器500。

构成电池组100的N个单电池C1~CN分别并联连接有容量调整电路400。容量调整电路400由电阻401、开关402构成，通过接通开关402，而对单电池C1~CN进行容量调整放电，能够对单电池C1~CN进行容量调整。此外，通过电池控制器500控制各开关402的接通和断开。

负载200例如是搭载在混合动力车辆、电动汽车车辆等中的马达和逆变器，例如，在再生控制时，经由马达和逆变器，逆变换为电能，电池组100能够进行充电。另外，例如电池组100也能够通过与未图示的外部电源相连接而进行充电。

图2是电池控制器500的功能的框图。如图2所示，电池控制器500具备电压检测部501、电流检测部502、电池温度检测部503、容量调整部504、控制部505、异常判断部506、预测部507、存储部508、实测部509、报告部510、通信部511。

电压检测部501经由与各单电池C1~CN相连接的多个端子线以规定的周期按时间序列测量构成电池组100的各单电池C1~CN的端子电压的电压值，从而进行检测，将测量得到的各单电池C1~CN的端子电压从模拟信号转换为数字信号，并发送到控制部505。此外，作为测量各单电池C1~CN的端子电压的方法，例如能够列举飞跨电容器方式等。

电流检测部502以规定的周期来获取由电流传感器300检测得到的充放电电流，将所获得的充放电电流从模拟信号转换为数字信号，并发送到控制部505。此外，电流传感器300例如由电阻元件、电流互感器等构成。

电池温度检测部503以规定的周期获取由电池组100所具备的温度传感器102测量得到的各单电池C1~CN的温度，将所获得的各单电池C1~CN的温度从模拟信号转换为数字信号，并发送到控制部505。

在各单电池C1~CN中的端子电压或各单电池C1~CN的充电状态(SOC：State of Charge)的偏差为规定值以上的情况下，容量调整部504根据来自控制部505的容量调整指令，控制各容量调整电路400所具备的各开关402的接通和断开，由此对电池组100进行容量调整。

控制部505根据从电压检测部501、电流检测部502、电池温度检测部503接收到的各单电池C 1~CN的端子电压、充放电电流、电池温度的各数据，进行用于使容量调整部504进行容量调整的容量调整控制。具体地说，控制部505首先设定目标均等化电压V_tar，该目标均等化电压V_tar是用于使构成电池组100的各单电池C1~CN的电压均等的电压。此外，作为目标均等化电压V_tar并没有特别限定，能够设定为任意值，例如将单电池C1~CN的电压中的最低的电压设定为目标均等化电压V_tar。或者，也可以将电池组100的充满电附近的规定电压或预定的规定电压(例如充满电电压、接近充满电电压的规定电压)预先设定为目标均等化电压V_tar。将这样设定的目标均等化电压V_tar存储到电池控制器500所具备的存储器(未图示)中。另外，控制部505从各单电池C1~CN的端子间电压中求出最大电压值和最小电压值，并计算其电压差。而且，在该电压差为预先设定的电压差阈值以上的情况下，生成容量调整指令，并将所生成的容量调整指令发送到容量调整部504，该容量调整指令用于使容量调整部504进行控制以使得构成电池组100的各单电池C1~CN在目标均等化电压V_tar处成为均等的电压。

在此，电压差阈值是指以下这样的阈值：该电压差阈值与各单电池的偏差的大小相适应，通过减小该阈值使偏差条件变得严格，通过增大该阈值使偏差条件变得宽松。在本例中，也可以将电压差阈值改变为任意的值。

而且，容量调整部504根据容量调整指令，在由后述的实测部509计算的调整时间的期间中使作为调整对象的单电池C1~CN的开关402接通，由此进行容量调整。电压检测部501在容量调整中也检测单电池C1~CN的电压。而且，当容量调整中的单电池C1~CN的检测电压成为目标均等化电压V_tar时，控制部505向容量调整部504发送表示结束容量调整的指令。容量调整部504根据该指令使开关402断开，由此结束容量调整。容量调整部504和控制部505对于其它作为调整对象的电池，也同样地进行容量调整。由此，容量调整部504通过控制各开关402的接通和断开，如此进行控制以使得各单电池C1~CN的电压在目标均等化电压V_tar处成为均等，由此能够进行容量调整。或者，容量调整部504通过根据容量调整指令来控制各开关402的接通和断开，由此进行容量调整，以使得各单电池C1~CN分别成为规定电压，之后，在电池组100中反复进行充放电，如此进行控制也能够使各单电池C1~CN的电压在目标均等化电压V_tar处成为均等。

另外，控制部505将从电压检测部501、电流检测部502、电池温度检测部503接收到的各单电池C1~CN的端子电压、充放电电流、电池温度的各数据发送到异常判断部506、预测部507、实测部509。

异常判断部506是如下判断部：使用由实测部509计算得到的实测值、由预测部507计算得到的预测值，来判断电池组100的异常的种类，将因电池组100的容量劣化造成的异常、因电池组100内的短路造成的异常、因电阻401的劣化造成的异常的种类区别开，进而判断异常。另外，将在后面说明异常判断部506中的用于判断电池组100的异常的控制。

预测部507根据从控制部505发送的各单电池C1~CN的端子电压的电压差，预测由容量调整部504调整偏差的调整时间、或由容量调整部504进行的每个单位时间的容量调整的次数,作为预测值。将在后面说明预测部507中的预测值的计算控制。

存储部508是如下存储器：将单电池C1~CN之间的电压差、容量调整时间、检测时间相关联地进行存储。预测部507计算预测值时所参照的数据被存储在存储部508中。在本例中，为了由预测部507计算预测值，将表示电池组100的特性的数据作为过去数据而持续存储到存储部508。

实测部509计算由容量调整部504将各单电池C1~CN的电压设为目标均等化电压V_tar为止的时间即容量调整时间、或每个单位时间的调整次数，作为实测值。在通过放电进行容量调整的情况下，调整容量的调整时间相当于使各开关402接通的时间。由容量调整部504控制开关402的接通和断开，因此，在容量调整部504的控制中，实测部509测量开关402的接通时间，由此能够计算实际的容量调整时间。实测部509通过在每次容量调整时计算实测值，来按时间顺序计算实测值。

此外，能够根据各单电池C1~CN的检测电压和电阻401的电阻值，来计算容量调整时间，因此实测部509也可以通过使用各单电池C1~CN的检测电压进行计算，由此计算容量调整时间。另外，在通过充放电进行容量调整的情况下，也可以通过计算从调整开始时起直到各单电池C1~CN的电压成为目标均等化电压V_tar为止的时间，由此计算容量调整时间。

在由异常判断部506检测出电池组100的异常的情况下，报告部510通过使未图示的警告灯等点亮，来报告电池组100的异常。通信部511是将由异常判断部506判断出的电池组100的异常判断的结果向外部进行通信的通信器。

接着，说明电池控制器500的控制内容。首先，说明由预测部507进行的预测值的计算控制。此外，预测值是与开关402的接通时间相当的调整时间、或每个单位时间的容量调整的次数、或调整容量，但在以下的说明中，将调整时间作为预测值，来进行说明。

在存储部508中，如上述那样存储有单电池C1~CN之间的检测电压的电压差、容量调整时间、检测时间,作为过去数据。单电池C1~CN之间的电压差，即单电池C1~CN的偏差随着电池劣化而变大。而且，单电池C1~CN之间的电压差越大，容量调整所需的调整时间越长。

在此，说明每个单位时间的电压的偏差(每个单位时间的变化电压)。通过将调整时的单电池C1~CN之间的电压差除以从单电池C1~CN之间没有偏差时(紧接容量调整之后)到进行容量调整时为止的时间，来计算每个单位时间的电压的偏差。该每个单位时间的电压的偏差随着电池劣化而变大。

而且，随着每个单位时间的偏差变大，容量调整所需的调整时间也变长，因此调整时间对应于每个单位时间的偏差会以一次函数的方式进行变化。

预测部507从存储在存储部508中的数据中抽取如下测量数据：从按时间序列为最新的数据到规定个数的数据。预测部507根据所抽取的测量数据中包含的各单电池C1~CN的电压差和检测时间，来计算每个单位时间的电压的偏差。此外也可以是，在存储到存储部508时，由预测部507计算每个单位时间的电压的偏差，并依次进行存储。

而且，预测部507使进行容量调整时所涉及的每个单位时间的电压偏差与进行该容量调整时的调整时间相对应，进而以每个单位时间的电压偏差为x轴，以调整时间为y轴，来描绘各数据。接着，对所得到的曲线进行线性回归，由此求出图3所示那样的回归直线。此外，并没有特别限定为线性回归的方法，也可以使用最小二乘法等。

而且，由于每个单位时间的电压的偏差随着时间经过而变大，因此通过将图3所示的回归直线延长，能够预测与任意的将来时间对应的调整时间。即，预测部507以规定的周期，计算单电池C1~CN的电压差，将该电压差除以从当前时刻到上次容量调整结束时刻为止的时间，由此计算每个单位时间的电压偏差。而且，使用调整时间计算图3的回归直线，抽取与该每个单位时间的电压偏差对应的调整时间，由此按照时间序列计算预测值。

如上所述，在本例中，将由于电池劣化而变化的单电池C1~CN的电压偏差以及调整时间作为过去数据存储到存储部508，根据该过去数据来计算预测值。在电池组100正常的情况下，之后由容量调整部504实际进行的调整时间与涉及预测值的调整时间成为大致相等的时间。另一方面，在电池组100中发生了异常的情况下，实际的调整时间成为与涉及预测值的调整时间不同的时间。因此，在本例中，利用预测值和实测值，来检测电池组100的异常。

接着，说明用于判断电池组100的异常的控制。异常判断部506经由控制部505读入由实测部509计算得到的作为实测值的调整时间、由预测部507计算得到的作为预测值的调整时间。而且，异常判断部506通过计算实测值与预测值的差，来计算实测值相对于预测值的偏离度。在实测值与预测值相等的情况下，偏离度为零。

在此，使用图4说明实测值和预测值与电池组100的异常的种类之间的关系。图4是表示对应于时间的实测值和预测值的特性的曲线图。图4的曲线a、b是表示实测值的特性的曲线，曲线c是表示预测值的特性的曲线。如图4所示，预测部507和实测部509分别按时间序列计算预测值和实测值。相对于预测值，实测值会由于电池组100的异常的种类不同而以不同的波形推移。

如图4的曲线a所示，说明实测值比预测值小的情况。在实测值比预测值小的情况下，由于电池组100的容量的劣化加剧，电池组100发生异常。

图5是表示电池组100中包含的单电池C1~CN的对应于容量的电压特性的曲线图。图5的曲线a表示劣化前的特性，曲线b表示劣化后的特性。如曲线b所示，当单电池C1~CN劣化时，与电压对应的容量降低。当将用于使电压从充满电时的电压降低电压差(ΔV)的量所需要的调整容量(放电容量)设为ΔAh₁(劣化前)、ΔAh₂(劣化后)时，劣化后的ΔAh₂比劣化前的ΔAh₁小。即，当容量劣化加剧时，容量调整所需的电容量变小，因此调整时间缩短，实测值变小。

这样，如图4的曲线a所示，实测值比预测值小表示由于电池组100的容量劣化而导致发生了异常。另外，容量劣化随着时间经过而加剧，因此，如图4所示，实测值与预测值的差随着时间经过而变大。

如图4的曲线b所示，说明实测值比预测值大的情况。在实测值比预测值大的情况下，由于电池组100内的微短路、电池组100的内部电阻的劣化加剧、或电阻401的劣化加剧，而导致发生了电池组100的异常。

图6是表示对应于电池组100的容量的电压特性的曲线图。图6的曲线a表示没有发生微短路的电池的特性，曲线b表示发生了微短路的电池的特性。如曲线b所示，当发生微短路时，与充满电容量相应的电压没有下降，但随着容量变小，有短路的电压变得比没有短路的电压低。而且，如果调整容量相同，则发生了微短路的电池的调整造成的电压下降比没有发生微短路的电池的调整造成的电压下降大。另外，在电压差相同的情况下，发生了微短路的电池的调整容量比没有发生微短路的电池的调整容量大，调整时间也同样变长，因此实测值变得比预测值大。这样，实测值比预测值大表示由于电池组100内的微短路而发生了异常。

图7是简单地表示本例中的单电池C1~CN与电阻401的连接电路的电路图。如图7所示，将单电池Cp的内部电阻的电阻值设为r，将电阻R、单电池Cp的输出电流设为i。此外，单电池Cp表示包含在单电池C1~CN中的任意的单电池。

首先，说明电阻401的劣化。当电阻401劣化时，电阻值(R)变大。在将单电池Cp的端子间电压设为E₀，内部电阻设为r时，通过i=E₀/(r+R)来计算单电池Cp的输出电流(i)。而且，当由于电阻401的劣化而电阻值(R)变大时，单电池Cp的输出电流(i)变小。当由劣化了的电阻401进行容量调整时，为了进行调整而放电的单电池Cp的电流(i)变小，为了进行容量调整而输出电流的时间变长。电阻401的劣化加剧后的情况下的调整时间比电阻401的劣化没有加剧的情况下的调整时间长，因此，实测值变得比预测值大。这样，实测值比预测值大表示由于电阻401的劣化而发生了异常。

接着，使用图7说明单电池C1~CN的内部电阻的劣化。当单电池Cp的内部电阻劣化时，电阻值(r)变大。当由于内部电阻的劣化而电阻值(r)变大时，单电池Cp的输出电流(i)变小，因此内部电阻的劣化加剧后的情况下的调整时间比内部电阻的劣化没有加剧的情况下的调整时间长。因此，内部电阻的劣化加剧后的情况下的调整时间比内部电阻的劣化没有加剧的情况下的调整时间长，实测值变得比预测值大。

这样，实测值比预测值大表示由于单电池C1~CN的内部电阻的劣化而发生了异常。另外，电阻401的劣化和单电池C1~CN的内部电阻的劣化也随着时间经过而加剧，因此，如图4所示，实测值与预测值的差随着时间经过而变大。

在实测值比预测值大的情况下，异常判断部506判断为由于电池组100内的微短路、电池组100中包含的单电池C1~CN的内部电阻的劣化、或电阻401的劣化而发生了异常，在实测值比预测值小的情况下，判断为由于电池组100的容量劣化而发生了异常。

在本例中也可以是，异常判断部506在利用实测值相对于预测值的偏离度来判断实测值与预测值的大小关系的情况下，根据偏离度的正负来进行判断。即，将从实测值减去预测值所得的值作为偏离度，在偏离度为正的情况下设为实测值比预测值大，在偏离度为负的情况下设为实测值比预测值小。另外，异常判断部506按时间序列计算该偏离度。

当用偏离度表示图4所示的特性时，则如图8所示那样。图8是表示偏离度的时间特性的曲线图，图8的曲线a与图4的曲线a对应，图8的曲线b与图4的曲线b对应。

而且，异常判断部506在偏离度的大小(绝对值)比用于异常判断的判断阈值大的情况下，判断为电池组100发生了异常。即，预测值是如上述那样根据过去的电压差的数据导出的值，严格来说只不过是基于过去的数据的推测值。另外，预测值是因电池组100的劣化程度、制造的偏差等而变化的值。因此，即使在电池组100没有发生异常的情况下，也存在有实测值与预测值不完全一致的情况。因此，在本例中，通过设定不为零的判断阈值，在根据实测值相对于预测值的变化来判断电池组100的异常时，使预测值具有范围，来防止误检测。

即，异常判断部506在偏离度的大小比阈值大，偏离度为正的情况下，判定为由于电池组100内的微短路、电池组100中包含的单电池C1~CN的内部电阻的劣化、或电阻401的劣化而导致发生了异常；在偏离度的大小比阈值大，偏离度为负的情况下，判定为由于电池组100的容量的劣化而导致发生了异常。

接着，使用图9说明控制器500的控制处理的步骤。图9是表示控制器500的控制过程的流程图。此外，如果没有判断为电池组100为异常，则反复执行图9所示的控制循环。

在步骤S1中，电压检测部501以规定的周期检测单电池C1~CN的端子电压。在步骤S2中，控制部505从各单电池C1~CN的检测电压中确定最高电压和最低电压，获得最高电压与最低电压的差，由此计算电压差(ΔV)。

在步骤S3中，控制部505将电压差(ΔV)与电压差阈值进行比较。在电压差(ΔV)小于电压差阈值的情况下，判断为没有发生单电池C 1~CN之间的偏差，返回到步骤S 1。另一方面，在电压差(ΔV)大于等于电压差阈值的情况下，在步骤S4中，控制部505将容量调整指令发送到容量调整部504，容量调整部504根据该指令使开关402接通，实施容量调整。

在步骤S5中，容量调整部504根据电压检测部501的检测电压，判断作为容量调整对象的全部单电池C1~CN的电压是否为目标均等化电压V_tar，由此判断容量调整是否结束。在容量调整没有结束的情况下，继续由容量调整部504进行容量调整控制。在容量调整结束的情况下，转移到步骤S6。

在步骤S6中，预测部507计算步骤S4中的容量调整开始时的预测值，实测部509计算步骤S4和步骤S5的容量调整控制中的实测值。

首先，预测部507利用从上次的容量调整结束时到本次的容量调整开始时为止的时间、该本次的容量调整开始时的电压差(相当于步骤S2的电压差(ΔV))，来计算每个单位时间的电压的偏差(每个单位时间的电压差的变化量)。另外，预测部507根据存储在存储部508中的过去数据来对与每个单位时间的电压的偏差对应的调整时间特性进行线性回归计算，来计算回归直线。而且，预测部507使用所计算出的每个单位时间的电压的偏差、回归直线，来计算相当于预测值的调整时间。

在步骤S7中，异常判断部506通过从由实测部509计算得到的实测值减去由预测部507计算得到的预测值，来计算偏离度。而且，异常判断部506将偏离度的绝对值与判断阈值进行比较。在偏离度的绝对值比判断阈值低的情况下，在步骤S11中，异常判断部506判断为电池组100中没有发生异常，结束控制处理。

返回到步骤S7，在偏离度的绝对值为判断阈值以上的情况下，在步骤S8中，判断偏离度是否比零大，即判断偏离度的正负。在偏离度为零以下，即在偏离度为负的情况下，为实测值比预测值小的情况，因此在步骤S9中，异常判断部506判断为由于电池组100内发生的微短路、电池组100的内部电阻的劣化、或电阻401的劣化而发生了异常，控制部505控制报告部510，向用户报告异常，结束本例的控制。

另一方面，在偏离度比零大，即在偏离度为正的情况下，为实测值比预测值大的情况，因此，在步骤S10中，异常判断部506判断为由于电池组100的容量劣化而发生了异常，控制部505控制报告部501，向用户报告异常，结束本例的控制。

如上所述，本发明具备：容量调整部504，其调整单电池C1~CN的偏差；预测部507，其根据单电池C1~CN之间的电压差计算预测值；实测部509，其计算实际的容量调整的调整时间作为实测值；以及异常判断部506，其使用该预测值和该实测值，来判断电池组100的异常的种类。由此，为了检测电池组100的异常，通过使用预测值和实测值双方，由此能够检测出实测值相对于预测值的变化的不同，因此能够区别电池组100的异常的种类，进而进行异常判断。

另外，在本发明中，异常判断部506计算实测值相对于预测值的偏离度，与偏离度相应地判断电池组100的异常的种类。电池组100的异常的种类会因实测值相对于预测值如何进行变化而不同，本例计算偏离度，因此能够检测出偏离度的变化(正负的变化)，其结果是能够区别电池组100的异常的种类，进而进行异常判断。并且，根据偏离度的变化(正负的变化)，区别电池组100的容量劣化、电池组100的内部电阻的劣化、电阻401的劣化，因此本例能够区别电池组100的劣化的种类，进而判断电池组100的异常。

另外，在本例中，异常判断部506在实测值比预测值大的情况下，判断为由于电池组100的内部电阻的劣化、电池组100内的微短路、或电阻401的劣化而导致电池组100发生了异常。由此，本例能够确定电池组100的异常原因，进而判断电池组100的异常。

另外，在本例中，异常判断部506在实测值比预测值小的情况下，判断为由于电池组100的容量劣化而导致电池组100发生了异常。由此，本例能够确定电池组100的异常的原因，进而判断电池组100的异常。

另外，在本例中，异常判断部506在偏离度的大小(绝对值)比用于异常判断的判断阈值大的情况下，判断为电池组100发生了异常。换言之，异常判断部506在实测值处于包含预测值的规定范围(相当于该判断阈值)以外的情况下，判断为电池组100发生了异常。由此，在实测值偏出预测值的范围的情况下，能够判断为电池组100发生了异常，能够提高异常判断的精度。

另外，在本例中，报告部510报告电池组100的异常。由此，用户能够确认电池组100的异常。另外，在发生了电池组100的异常的情况下，报告部510经由通信部511向中心等外部报告电池组100的异常和异常的种类，由此能够引起今后在对与电池组100相同的电池中发生异常的可能性的注意。

此外，在本例中，异常判断部506也可以按时间序列计算预测值与实测值的差(相当于偏离度)，在规定的时刻计算出的该差比在该规定的时刻之前计算出的该差大的情况下，判断为电池组100发生了异常。电池组100的劣化、电池组100内的内部电阻的劣化、电阻401的劣化会随着时间经过而逐渐加剧。而且，这些劣化加剧表现为预测值与实测值的差逐渐扩大。另外，如上所述，能够根据预测值与实测值的大小关系来区别劣化的种类，因此通过检测预测值与实测值的差的偏离方向，换言之通过检测实测值相对于预测值是否逐渐变大或逐渐变小，能够区别异常的种类，进而判断电池组100的异常的趋势。

这样，在本例中，异常判断部506按时间序列计算偏离度，在规定的时刻的偏离度比在该规定的时刻前计算出的偏离度大的情况下，判断为电池组100发生了异常。由此，在检测出偏离度的扩大趋势的时刻，能够根据实测值相对于预测值的背离方向，区别电池组100的异常的种类，进而进行异常判断。

另外，在本例中，异常判断部506在每个单位时间的预测值的变化量比规定的变化量(相当于本发明的“第三变化量”)大的情况下，禁止上述异常判断。由预测部507计算的预测值是根据存储在存储部508中的过去数据计算得到的值，只不过是预测的值。因此，在预测值急剧变动的情况下，预测部507的计算值有可能不正确。并且，在预测值急剧地变动但实测值并没有急剧地变动的情况下，预测部507的计算值不正确的可能性更高。

这样，在本例中，异常判断部506在每个单位时间的预测值的变化量比规定的变化量大的情况下，或者在每个单位时间的预测值的变化量比规定的变化量大，并且每个单位时间的实测值的变化量比规定的变化量小的情况下，禁止电池组100的异常的判断。由此，在本例中能够防止在预测部507计算出可靠性低的预测值的情况下仍使用该预测值而错误地判断电池组100的异常。

此外，在本例中也可以是，预测部507使用由通信部511接收到的与其它电池组100有关的信息，来计算预测值。预测部507根据过去的电池组100的数据来计算预测值，经由通信部511从搭载了与电池组100相同的电池的车辆获得相当于过去数据的数据。

例如，假设在其它车辆中，已经获取了与电池组100有关的数据，并存储在对该其它车辆进行管理的中心的数据库中，在本车辆中使用电池组100时，在存储部508中没有存储该电池组100的过去数据。在该情况下，预测部507不能够使用存储部508的数据，因此经由通信部511从中心获得用于计算预测值的过去数据。而且，预测部507使用通过通信部511接收到的数据，与上述同样地计算回归直线，计算预测值。

由此，本例不只使用本车辆的电池组100的数据，还能够使用其它车辆的电池组100的数据，来计算预测值，因此能够提高预测值的计算精度。

此外，在本例中，预测部507计算容量调整时间作为预测值，但也可以计算每个单位时间的容量调整的次数作为预测值。关于容量调整的次数，例如将调整的时刻、开关402的接通和断开的切换次数存储到存储部508中，预测部507根据存储在存储部508中的这些数据，计算每个单位时间的调整次数。

预测部507与上述同样地计算每个单位时间的电压的偏差。在每个单位时间的电压的偏差变大时，从没有偏差的状态(容量调整后的状态)到单电池C1~CN之间的电压差达到电压差阈值为止的时间变短，因此容量调整的次数也变多。而且，每个单位时间的容量调整的次数相对于每个单位时间的偏差以一次函数的方式变化。

预测部507一边参照存储部508的数据，一边在使每个单位时间的电压偏差与每个单位时间的容量调整次数相对应，进而将每个单位时间的电压偏差设为x轴，将调整次数设为y轴，来描绘各数据。接着，对所得到的描绘点进行线性回归，来求出回归直线。而且，每个单位时间的电压偏差随着时间经过而变大，因此通过将该回归直线延长，能够预测与任意的将来时间对应的调整次数。

另外，在由预测部507将每个单位时间的调整次数作为预测值的情况下，实测部509计算由容量调整部实际进行调整的每个单位时间的调整次数作为实测值，来代替调整时间。而且也可以是，异常判断部506利用由预测部507计算得到的每个单位时间的调整次数、由实测部509计算得到的每个单位时间的调整次数，与上述同样地进行电池组100的异常的判断和异常的种类的判断。

此外，在本例中，异常判断部506在偏离度的绝对值为判断阈值以上且偏离度为正值的情况下，判断为因电池组100内发生的微短路、电池组100的内部电阻的劣化、或电阻401的劣化而发生了异常，但也可以使用实测值的变化量，区别电池组100内的微短路、电池组100的内部电阻的劣化和电阻401的劣化，进而判断电池组100的异常。

即，电池组100的内部电阻的劣化和电阻401的劣化逐渐加剧，短期地发生微短路。因此，对于实测值的短时间的变化量，发生了微短路的情况下的变化量比因电阻劣化造成的变化量大。而且，在发生了微短路的情况下，变化的实测值的大小是由安装在电池组100中的单电池C1~CN预先决定的。因此，能够预先设定用于判断微短路的阈值。

这样，异常判断部506在图9的步骤S9的处理中，将实测值的每个单位时间的变化量与该阈值进行比较，在变化量比阈值大的情况下，判断为由于电池组100内的微短路而发生了电池组100的异常，在变化量比阈值小的情况下，判断为由于电池组100的内部电阻的劣化或电阻401的劣化而发生了电池组100的异常。由此，本例能够进一步对电池组100的异常的种类进行细分，进而检测电池的异常。

此外，在本例中也可以是，控制部505在使用单电池C1~CN的SOC判断容量的偏差的情况下，使用温度传感器102的检测温度。在单电池C1~CN的SOC与单电池C1~CN的检测电压之间，具有图6所示那样的相关性，但该相关性具有温度依赖性。而且，根据电池的特性预先确定图6的电压-SOC曲线相对于电池温度如何变化。因此，控制部505根据单电池C1~CN的检测温度参照该曲线来计算对应的SOC，根据温度传感器102进行校正，由此计算SOC。

此外，在本例中，将电阻401的电阻值设为固定值，但也可以将电阻401设为可变电阻。另外，在将电阻401设为可变电阻的情况下，预测部507和实测部509使用到调整单电池C1~CN的偏差之前的电池的调整容量(充放电容量)，来代替调整时间和调整次数。此外，调整容量相当于容量调整前的电池的容量与容量调整后的电池的容量的差。

控制部505在由容量调整部504进行容量调整时设定电阻401的电阻值。另外，控制部505在容量调整过程中，对电流传感器102的检测电流进行积分，由此计算调整中的充放电电流的积分值。而且，控制部505能够根据该积分值和设定后的电阻值，计算调整容量。

控制部505将计算出的调整容量作为过去数据存储到存储部508。而且，预测部507使用存储部508的该过去数据，与上述同样地，在计算出回归直线后，计算将来的调整容量作为预测值。另外，实测部509将由控制部505计算出的调整容量作为实测值。

由此，本例将单电池C1~CN的调整容量作为预测值和实测值，由预测部507和实测部509分别进行计算，使用该预测值和该实测值，判断电池组100的异常的种类。此外，容量调整用的电阻也可以是电池组系统的外部电路的电阻。

上述的电压检测部501相当于本发明的“电压检测单元”，容量调整部504相当于本发明的“容量调整部”，预测部507相当于“预测值计算单元”，实测部509相当于“实测值计算单元”，异常判断部506相当于“判断单元”，报告部510相当于“报告单元”，通信部511相当于“通信单元”。

第二实施方式

图10是表示本发明的其它的实施方式的电池组的控制装置中相对于时间的偏离度的特性的曲线图。在本例中，针对上述第一实施方式，电池组100的异常判断的控制的一部分不同。除此之外的结构与上述第一实施方式相同，因此适当引用其记载。

异常判断部506根据预测部507的预测值与实测部509的实测值之间的差异，来按时间序列计算偏离度。异常判断部506计算每个单位时间的偏离度的变化量。异常判断部506检测偏离度的正负是否进行了反转。异常判断部506在偏离度的正负进行了反转的情况下，根据反转前后的偏离度的变化量计算每个单位时间的变化量，将该每个单位时间的变化量与变化量阈值进行比较。变化量阈值是预先设定的阈值，是用于判断电池组100的异常的阈值。而且，异常判断部506在偏离度从负反转为正且每个单位时间的变化量比变化量阈值大的情况下，判断为由于电池组100内的短路异常而发生了电池组100的异常。

说明在电池组100的容量劣化随时间经过而加剧的状况下，在t₀时刻突然发生了微短路的情况。在发生微短路前，由于电池组100的容量劣化，实测值比预测值小，因此如图10所示，偏离度为负值，随着时间经过而逐渐降低。而且，当在t₀时刻发生微短路时，实测值变大而超过预测值。即，t₀时刻为变化点，t₀以后的每个单位时间的变化量变得比t₀以前的每个单位时间的变化量大。

因此，在本例中，异常判断部506按时间序列检测偏离度，由此检测预测值与实测值的大小关系、每个单位时间的预测值与实测值之间的差的变化量。而且，异常判断部506在预测值与实测值的大小关系反转且每个单位时间的预测值与实测值之间的差的变化量比变化量阈值(相当于本发明的“第二变化量”)大的情况下，判断为发生了电池组100的异常。

如上所述，在本例中，异常判断部506在预测值与实测值的大小关系反转且每个单位时间的预测值与实测值之间的差的变化量比变化量阈值大的情况下，判断为发生了电池组100的异常。由此，本例通过按时间序列检测实测值相对于预测值的变化，能够判断电池组100所发生的异常的种类。

另外，在本例中，异常判断部506在偏离度从负反转为正且每个单位时间的偏离度的变化量比变化量阈值大的情况下，判断为由于电池组100内的微短路而发生了电池组100的异常。由此，本例能够从电池组100所发生的异常的种类中确定微短路，进而判断异常的种类。

此外，本例根据偏离度的正负的变化点和每个单位时间的偏离度的变化量来判断异常的种类，但也可以是在每个单位时间的偏离度的变化量比变化量阈值(相当于本发明的“第一变化量”)大的情况下，异常判断部506判断为电池组100发生了异常。

微短路与容量劣化、电阻劣化不同，有时会突然发生，即使在相对来说劣化没有加剧的电池状态的情况下，也有可能发生微短路。因此，本例通过上述那样进行判断，能够根据电池组100的劣化没有加剧而偏离度低的状态来确定发生了微短路，进而判断异常的种类。

Claims

1.一种电池组的控制装置，用于对包含多个单电池的电池组进行控制，该电池组的控制装置的特征在于，具备：

电压检测单元，其检测单电池的电压值；

调整单元，其将上述多个单电池的电压或充电状态调整为规定的目标值；

预测值计算单元，其根据上述多个单电池的上述电压值中的最大电压值和最小电压值之间的电压差，来预测由上述调整单元调整上述多个单电池的电压或充电状态的偏差的调整时间、或上述调整单元的每个单位时间的调整次数、或由上述调整单元调整上述多个单电池的电压或充电状态的偏差的上述多个单电池的调整容量，作为预测值；

实测值计算单元，其计算利用上述调整单元将上述多个单电池的电压或充电状态调整为上述目标值为止实际需要的上述调整时间、或利用上述调整单元实际进行调整的上述每个单位时间的调整次数、或利用上述调整单元实际进行调整的上述调整容量，作为实测值；以及

判断单元，其利用上述预测值和上述实测值，判断上述电池组的异常的种类。

2.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

上述判断单元计算上述实测值相对于上述预测值的偏离度，根据上述偏离度来判断上述电池组的异常的种类。

3.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

在上述实测值比上述预测值大的情况下，上述判断单元判断为由于上述电池组的内部电阻的劣化、上述电池组内的微短路、或上述调整单元中包含的调整用的电阻的劣化而发生了上述电池组的异常。

4.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

在上述实测值比上述预测值小的情况下，上述判断单元判断为由于上述电池组的容量的劣化而发生了上述电池组的异常。

5.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

在上述实测值比上述预测值大的情况下，上述判断单元判断为由于上述电池组的内部电阻的劣化、上述电池组内的微短路、或上述调整单元中包含的调整用的电阻的劣化而发生了上述电池组的异常，

6.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

上述判断单元按时间序列计算上述预测值与上述实测值的差，在规定的时刻计算得到的上述差比在上述规定的时刻之前的时刻计算得到的上述差大的情况下，判断为上述电池组发生了异常。

7.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

上述判断单元按时间序列计算上述预测值与上述实测值的差，在每个单位时间的上述差的变化量比表示上述电池组的异常的第一变化量大的情况下，判断为上述电池组发生了异常。

8.根据权利要求1所述的电池组的控制装置，其特征在于，

上述判断单元按时间序列计算上述预测值与上述实测值的差，在上述预测值与上述实测值的大小关系反转且每个单位时间的上述差的变化量比表示上述电池组的异常的第二变化量大的情况下，判断为上述电池组发生了异常。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的电池组的控制装置，其特征在于，

在每个单位时间的上述预测值的变化量比表示上述电池组的异常的判断的基准的第三变化量大的情况下，上述判断单元禁止对上述电池组的异常进行判断。

10.根据权利要求1～8中的任一项所述的电池组的控制装置，其特征在于，

在上述实测值处于包含上述预测值的规定的范围之外的情况下，上述判断单元判断为发生了上述电池组的异常。

11.根据权利要求1～8中的任一项所述的电池组的控制装置，其特征在于，

还具备与外部进行通信的通信部，

上述预测值计算单元利用由上述通信部接收到的与上述电池组有关的信息，计算上述预测值。

12.根据权利要求1～8中的任一项所述的电池组的控制装置，其特征在于，

还具备将上述电池组的异常进行报告的报告单元。