DE112019003919T5

DE112019003919T5 - Prüfgerät, prüfverfahren, prüfprogramm und zusammengesetztes batteriesystem

Info

Publication number: DE112019003919T5
Application number: DE112019003919.9T
Authority: DE
Inventors: Hayato Tawa; Daisuke Konishi; Kazuyuki Kawamoto; Jun Ikemoto
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-04-15
Also published as: CN112534284A; WO2020026663A1; JP7035891B2; JP2020020732A; US20210286020A1

Abstract

In einem Prüfgerät 100 für eine zusammengesetzte Batterie 40 mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen 2 wird basierend auf einer Spannungsdifferenz ΔV zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 2 eine Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Abnormität einer Energiespeichervorrichtung.
HINTERGRUND
In einer Energiespeichervorrichtung kann eine Abnormität auftreten. Eine der Abnormitäten ist ein interner Kurzschluss. Der interne Kurzschluss ist ein Kurzschluss zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode innerhalb einer Batterie und wird beispielsweise aufgrund einer Verunreinigung mit einem Metallstück oder aus anderen Gründen erzeugt. Das Patentdokument 1 offenbart Folgendes: In einem Fall, in dem sich eine zusammengesetzte Batterie in einem vollständig geladenen Zustand befindet, ein Spannungswert einer Batteriezelle niedriger als ein vorbestimmter Wert ist und ein Bypass-Strom, der für eine andere Batteriezelle gemessen wird, in der die Spannung beibehalten wird, höher ist als ein vorbestimmter Wert, wird erfasst, dass ein interner Kurzschluss in der Batteriezelle aufgetreten ist, bei dem eine Abnahme des Spannungswerts bestimmt wurde.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: JP-A-2010-231939
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
PROBLEME, DIE VON DER ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Bei dem obigen Verfahren sind für jede Speichervorrichtung eine Bypass-Schaltung und eine Strommessvorrichtung erforderlich, WODURCH die Anzahl der Bauteile zunimmt, wenn die Anzahl der Reihenschaltungen der Energiespeichervorrichtungen zunimmt. Als ein Verfahren zum Erfassen einer Abnormität der Energiespeichervorrichtung wird beispielsweise ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem die Spannung jeder Speichervorrichtung während des Ladens gemessen wird und eine Bestimmung basierend auf der Spannungsdifferenz zwischen einer Energiespeichervorrichtung mit der höchsten Spannung und einer Energiespeichervorrichtung mit der niedrigsten Spannung ausgeführt wird. Wenn jedoch ein Vergleich zwischen der Energiespeichervorrichtung mit der höchsten Spannung und der Energiespeichervorrichtung mit der niedrigsten Spannung ausgeführt wird, ist die Spannungsschwankung aufgrund der Kapazitätsdifferenz oder eines Ladezustands (SOC) zwischen den beiden Speichervorrichtungen groß und die Schwankung der Spannungsdifferenz unvermeidlich hoch. Daher kann die Abnormität der Energiespeichervorrichtung nicht mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht, wobei ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin besteht, die Genauigkeit bei der Erfassung einer Abnormität für eine Energiespeichervorrichtung zu verbessern.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
In einem Prüfgerät für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen wird basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter den zahlreichen Energiespeichervorrichtungen eine Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst.
Bei einem Prüfverfahren für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen wird basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter den zahlreichen Energiespeichervorrichtungen eine Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst.
Die obige Technik kann in verschiedenen Aspekten, wie etwa einem Prüfprogramm für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen und einem Aufzeichnungsmedium, in dem das Prüfprogramm aufgezeichnet ist, realisiert werden.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die Abnormität der Energiespeichervorrichtung kann mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Draufsicht auf eine Sekundärbatterie.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2.
4 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Konfiguration einer Batterie und eines Prüfgerätes zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm der Erfassungsverarbeitung für einen internen Kurzschluss.
6 ist eine Spannungswellenform jeder Sekundärbatterie während des Ladens.
7 ist ein Flussdiagramm der Erfassungsverarbeitung für einen internen Kurzschluss gemäß der zweiten Ausführungsform.
8 ist eine Spannungswellenform jeder Sekundärbatterie während des Ladens.
9 ist eine Spannungswellenform jeder Sekundärbatterie während des Entladens.
10 ist eine Spannungswellenform jeder Sekundärbatterie während des Entladens.
11 ist ein Schaltbild einer Ausgleichsschaltung.
12 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Konfiguration einer Batterie in einer weiteren Ausführungsform zeigt.

AUSFÜHRUNGSARTEN DER ERFINDUNG
In einem Prüfgerät für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen, wird basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter einer Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen das Auftreten oder Nicht-Auftreten einer Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst. „Während des Ladens oder Entladens“ bedeutet während des Ladens oder während des Entladens.
Die zweite Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung weist eine geringere Kapazitätsdifferenz und SOC-Differenz im Vergleich zu der ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung als die anderen Speichervorrichtungen auf. Daher weist die zweite Energiespeichervorrichtung eine geringere Spannungsschwankung im Vergleich zu der ersten Energiespeichervorrichtung auf. In dieser Konfiguration ist es im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Abnormität durch Vergleichen der Spannung der ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung mit der Spannung der Energiespeichervorrichtung mit der höchsten Spannung erfasst wird, möglich, sehr genau das Auftreten oder Nicht-Auftreten der Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung zu erfassen. SOC ist ein Ladezustand.
Das Prüfgerät kann bestimmen, dass die erste Energiespeichervorrichtung abnormal ist, wenn die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung sowohl während des Ladens als auch während des Entladens erfasst wird. Durch Bestimmen der Abnormität der Energiespeichervorrichtung basierend auf den Ergebnissen des Erfassens des Auftretens oder Nichtauftretens der Abnormität sowohl während des Ladens als auch während des Entladens ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung des Auftretens oder Nichtauftretens der Abnormität im Vergleich zu einem Fall zu verhindern, in dem das Auftreten oder Nicht-Auftreten der Abnormität nur auf der Grundlage des Ergebnisses bestimmt wird, das man nur entweder während des Ladens oder während des Entladens erhält.
Das Prüfgerät erfasst vorzugsweise die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz einen ersten Schwellenwert überschreitet. Dieses Verfahren ist wirksam beim Erkennen einer Abnormität des Spannungsabfalls, der durch ein Phänomen verursacht wird, bei dem die positive Elektrode und die negative Elektrode aufgrund einer Fremdsubstanz, wie etwa eines Metallstücks, das in die Batterie gemischt ist, den Kontakt und den Nicht-Kontakt (sogenannter weicher Kurzschluss) wiederholen. Wenn die zusammengesetzte Batterie für einen sich bewegenden Körper verwendet wird, ermöglicht die Anwendung dieses Verfahrens die genaue Erfassung einer Abnormität des Spannungsabfalls, die durch das Phänomen verursacht wird, bei dem die positive Elektrode und die negative Elektrode den Kontakt und den Nicht-Kontakt wiederholen und berührungslos sind, wie z.B. einen weichen Kurzschluss, der aufgrund der Vibration des sich bewegenden Körpers auftritt. Wenn die zusammengesetzte Batterie für einen sich bewegenden Körper verwendet wird, kann das Prüfgerät die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung während des Entladens der zusammengesetzten Batterie erfassen. Während sich der sich bewegende Körper bewegt, wird die zusammengesetzte Batterie für eine lange Zeit entladen, wobei Vibrationen aufgrund der Bewegung einfach einwirken können, wodurch die Erfassung erleichtert wird.
Der sich bewegende Körper kann ein Schiff sein. Das Schiff ist aufgrund von Wellen immer anfällig für Erschütterungen. Durch Anwenden dieses Verfahrens ist es möglich, eine Abnormität des Spannungsabfalls, der durch das Phänomen verursacht wird, bei dem die positive Elektrode und die negative Elektrode den Kontakt und den Nicht-Kontakt wiederholen, wie beispielsweise einen weichen Kurzschluss, der aufgrund des Schwankens des Schiffes auftritt, genau zu erfassen
Bei dem Prüfgerät können ein erstes Erfassungsverfahren und ein zweites Erfassungsverfahren ausgeführt werden, wobei das erste Erfassungsverfahren darin besteht, die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Häufigkeit zu erfassen, mit der die Spannungsdifferenz einen ersten Schwellenwert überschreitet, und das zweite Erfassungsverfahren dazu eingerichtet ist, die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Dauer zu erfassen, mit der ein Zeitänderungsbetrag der Spannungsdifferenz weiterhin einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Wenn die Abnormität durch das erste Erfassungsverfahren und/oder das zweite Erfassungsverfahren erfasst werden kann, kann festgestellt werden, dass die erste Energiespeichervorrichtung abnormal ist. Eine Abnormität in einem anderen Modus kann unter Verwendung der beiden Erfassungsverfahren in Kombination erkannt werden. Das Prüfgerät kann den an der zusammengesetzten Batterie auszuführenden Verarbeitungsinhalt gemäß dem Erfassungsverfahren ändern, mit dem eine Abnormität festgestellt wurde. Wenn beispielsweise die Abnormität durch das erste Erfassungsverfahren erfasst wird (eine Abnormität, die durch einen weichen Kurzschluss verursacht wird), kann das Laden und Entladen der zusammengesetzten Batterie verhindert werden, und wenn die Abnormität durch das zweite Erfassungsverfahren erkannt wird (eine Abnormität, verursacht durch einen harten Kurzschluss), kann die Verwendung der zusammengesetzten Batterie verhindert werden.
Das Prüfgerät bestimmt vorzugsweise, dass die erste Energiespeichervorrichtung abnormal ist, basierend auf der Dauer, in der ein Zeitänderungsbetrag der Spannungsdifferenz weiterhin einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Dieses Verfahren ist wirksam beim Erfassen einer Abnormität des Spannungsabfalls, der durch ein Phänomen verursacht wird, bei dem die positive Elektrode und die negative Elektrode aufgrund einer Fremdsubstanz, wie etwa eines in die Batterie gemischten Metallstücks, ständig in Kontakt sind (harter Kurzschluss). Wenn die zusammengesetzte Batterie für den stationären Gebrauch bestimmt ist, ermöglicht die Anwendung dieses Verfahrens, eine Abnormität des Spannungsabfalls, der durch einen harten Kurzschluss in der zusammengesetzten Batterie für den stationären Gebrauch verursacht wird, genau zu erfassen.
<Erste Ausführungsform>
Beschreibung des Aufbaus der Batterie BT1
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Batterie BT1, 2 ist eine Draufsicht auf die Sekundärbatterie und 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2. Die Batterie BT1 umfasst ein Gehäuse 1, eine zusammengesetzte Batterie 40, die in dem Gehäuse 1 untergebracht ist, und eine Substrateinheit 31
Das Gehäuse 1 umfasst einen Hauptkörper 3, der aus einem Kunstharzmaterial gefertigt ist, und einen Deckel 4. Der Hauptkörper 3 hat eine Röhrenform mit Boden und umfasst einen Bodenflächenabschnitt 5 mit einer rechteckigen Form in Draufsicht und vier Seitenflächenabschnitten 6, die von vier Seiten desselben aufgehen, um eine röhrenförmige Form auszubilden. Eine obere Öffnung 7 ist in einem oberen Endabschnitt durch die vier Seitenflächenabschnitte 6 ausgebildet.
Der Deckel 4 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form, wobei sich ein Rahmenkörper 8 von vier Seiten nach unten erstreckt. Der Deckel 4 schließt die obere Öffnung 7 des Hauptkörpers 3. Der Deckel 4 weist auf der Oberseite einen Vorsprung 9 auf, der in der Draufsicht eine im wesentlichen t-förmige Gestalt aufweist. Ein externer Anschluss 10 der positiven Elektrode ist an einer Ecke von zwei Stellen befestigt, an denen der Vorsprung 9 nicht auf der Oberseite des Deckels 4 ausgebildet ist, und ein externer Anschluss 11 der negativen Elektrode ist an dem anderen Eckabschnitt befestigt. Das Gehäuse 1 nimmt die zusammengesetzte Batterie 40 und die Substrateinheit 31 auf. Die Substrateinheit 31 ist über der zusammengesetzten Batterie 40 angeordnet.
Die zusammengesetzte Batterie 40 besteht aus einer Vielzahl (beispielsweise sechs) von Sekundärbatterien 2, die in Reihe geschaltet sind. Jede Sekundärbatterie 2 ist in jeder Batteriegehäusekammer 3b des Gehäuses 1 untergebracht, das durch Trennwände 3a unterteilt ist. Die Sekundärbatterie 2 ist ein Beispiel einer Energiespeichervorrichtung. Wie in 2 und 3 gezeigt, nimmt die Sekundärbatterie 2 eine Elektrodenanordnung 13 zusammen mit einem nichtwässrigen Elektrolyten in einem Gehäuse 12 mit einer rechteckigen Parallelepipedform auf. Die Sekundärbatterie 2 ist beispielsweise eine Lithiumionen-Sekundärbatterie. Das Gehäuse 12 hat einen Gehäusekörper 14 und eine Abdeckung 15, die eine Öffnung oben an dem Gehäusekörper 14 verschließt.
Obwohl nicht im Detail gezeigt, weist die Elektrodenanordnung 13 ein aus einem porösen Harzfilm bestehendes Trennelement auf, das zwischen einem negativen Elektrodenelement, das durch Aufbringen eines aktiven Materials auf ein Substrat aus Kupferfolie ausgebildet ist, und einem positiven Elektrodenelement angeordnet ist, das durch Aufbringen eines aktiven Materials auf ein Substrat aus Aluminiumfolie ausgebildet ist. Diese sind allesamt bandförmig und in einer flachen Form gewickelt, um in dem Gehäusekörper 14 in einem Zustand untergebracht werden zu können, in dem das negative Elektrodenelement und das positive Elektrodenelement auf den gegenüberliegenden Seiten in Breitenrichtung in Bezug auf das Trennelement zueinander versetzt sind.
Das positive Elektrodenelement ist über einen positiven Elektrodenstromkollektor 16 mit einem positiven Elektrodenanschluss 17 verbunden, und das negative Elektrodenelement ist über einen negativen Elektrodenstromkollektor 18 mit einem negativen Elektrodenanschluss 19 verbunden. Der positive Elektrodenstromkollektor 16 und der negative Elektrodenstromkollektor 18 bestehen aus einer plattenförmigen Basis 20 und Schenkeln 21, die sich von der Basis 20 erstrecken. In der Basis 20 ist ein Durchgangsloch ausgebildet. Der Schenkel 21 ist mit dem positiven Elektrodenelement oder dem negativen Elektrodenelement verbunden. Der positive Elektrodenanschluss 17 und der negative Elektrodenanschluss 19 bestehen aus einem Anschlusshauptkörperabschnitt 22 und einer Welle 23, die von dem Mittelabschnitt der Unterseite des Anschlusshauptkörperabschnitts 22 nach unten vorsteht. Der Anschlusshauptkörperabschnitt 22 und die Welle 23 des positiven Elektrodenanschlusses 17 sind einstückig aus Aluminium (Einzelmaterial) ausgebildet. Bei dem negativen Elektrodenanschluss 19 besteht der Anschlusshauptkörperabschnitt 22 aus Aluminium, die Welle 23 besteht aus Kupfer, wobei diese zusammengesetzt sind. Die Anschlusshauptkörperabschnitte 22 des positiven Elektrodenanschlusses 17 und des negativen Elektrodenanschlusses 19 sind an beiden Enden der Abdeckung 15 über Dichtungen 24 angeordnet, die aus einem Isoliermaterial bestehen, und liegen von den Dichtungen 24 nach außen frei.
Elektrische Konfiguration der Batterie BT1 und des Prüfgerätes 100
4 ist ein Blockschaltbild, das die elektrische Konfiguration der Batterie BT1 und eines Prüfgerätes 100 zeigt. Die Batterie BT1 umfasst eine zusammengesetzte Batterie 40, einen Stromerfassungswiderstand 41, ein Abschaltgerät 43 und eine Messeinheit 50.
Der Stromerfassungswiderstand 41, die zusammengesetzte Batterie 40 und das Abschaltgerät 43 sind über Stromleitungen 45P, 45N in Reihe geschaltet. Die Stromleitung 45P ist eine Stromleitung zum Verbinden des externen Anschlusses 10 der positiven Elektrode und der positiven Elektrode der zusammengesetzten Batterie 40. Die Stromleitung 45N ist eine Stromleitung zum Verbinden des externen Anschlusses 11 der negativen Elektrode und der negativen Elektrode der zusammengesetzten Batterie 40. Das Abschaltgerät 43 befindet sich auf der positiven Elektrodenseite der zusammengesetzten Batterie 40 und ist auf der Stromleitung 45P auf der positiven Elektrodenseite vorgesehen. Der Stromerfassungswiderstand 41 befindet sich auf der negativen Elektrodenseite der zusammengesetzten Batterie 40 und ist auf der Stromleitung 45N der negativen Elektrode vorgesehen.
Das Abschaltgerät 43 kann aus einem Kontaktschalter (mechanischer Typ), wie etwa einem Relais, oder einem Halbleiterschalter, wie etwa einem Feldeffekttransistor (FET) oder einem Transistor, bestehen. Ein Strom I kann durch Betätigen des Abschaltgerätes 43 abgeschaltet werden.
Die Messeinheit 50 umfasst einen Strommessteil 51, einen Spannungsmessteil 53, einen Speicher 55 und einen Kommunikator 57. Die Messeinheit 50 ist auf einer Substrateinheit 31 vorgesehen. Der Strommessteil 51 misst den Strom der Batterie BT1 basierend auf der Spannung über den Stromerfassungswiderstand 41. Der Spannungsmessteil 53 misst eine Spannung V jeder Sekundärbatterie 2, die die zusammengesetzte Batterie 40 ausbildet, und eine Gesamtspannung Vt der zusammengesetzten Batterie 40. Die Gesamtspannung Vt ist die Gesamtspannung der sechs Sekundärbatterien 2. Der Strommessteil 51 kann zwischen Laden und Entladen von der Polarität (positiv oder negativ) der Spannung über dem Stromerfassungswiderstand 41 unterscheiden.
Der Speicher 55 wird zum Sichern von Daten des von dem Strommessteil 51 gemessenen Stroms und von Daten der von dem Spannungsmessteil 53 gemessenen Spannung V jeder Sekundärbatterie 2 verwendet.
Der Kommunikator 57 wird zum Kommunizieren mit einem Überwachungsgerät (nicht gezeigt) und dem Prüfgerät 100 verwendet, die außerhalb der Batterie BT1 vorgesehen sind. Das Überwachungsgerät ist ein Gerät zum Überwachen des Zustands der Batterie BT1.
Das Prüfgerät 100 ist mit einem Prozessor 110, einem Speicher 120 und einer Anzeigeeinrichtung 130 versehen. Ein Prüfgerät 100 erfasst das Auftreten oder Nicht-Auftreten eines internen Kurzschlusses für mehrere in Reihe geschaltete Sekundärbatterien 2 in einem Prüfschritt zum Zeitpunkt des Versands. Der interne Kurzschluss ist eine Abnormität, bei der sich ein positives Elektrodenelement und ein negatives Elektrodenelement innerhalb des Gehäuses 12 berühren.
Der Speicher 120 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium, wie etwa ein Flash-Speicher oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festspeicher (EEPROM). Der Speicher 120 speichert ein Prüfprogramm zum Erfassen einer Abnormität der zusammengesetzten Batterie 40 und verschiedene Datenstücke zum Ausführen des Prüfprogramms. Das Prüfprogramm ist ein Programm zum Erfassen des Auftretens oder Nicht-Auftretens eines internen Kurzschlusses für mehrere in Reihe geschaltete Sekundärbatterien 2, indem der Prozessor 110, der ein Computer ist, veranlasst wird, eine Erfassungsverarbeitung für einen internen Kurzschluss (S10 bis S70 in 5) auszuführen.
Erfassung eines internen Kurzschlusses
5 ist ein Flussdiagramm der Erfassungsverarbeitung für einen internen Kurzschluss. Die Prüfverarbeitung für einen internen Kurzschluss wird in einem Prüfschritt zum Zeitpunkt des Versands der Batterie BT1 ausgeführt und besteht aus sieben Schritten von S10 bis S70.
In dem Prüfschritt wird zunächst, wie in 4 gezeigt, das Ladegerät 150 mit den externen Anschlüssen 10, 11 der Batterie BT1 verbunden und das Laden der Batterie BT1 gestartet (S10). Die Ladung ist eine Ladung mit konstantem Strom. Die Ladung kann eine Ladung mit konstanter Leistung sein. Wenn das Laden der Batterie BT1 gestartet wird, beginnt der Strommessteil 51 mit der Messung des Ladestroms und der Spannungsmessteil 53 beginnt mit der Messung der Spannung V jeder in Reihe geschalteten Sekundärbatterie 2 und der Gesamtspannung Vt der zusammengesetzten Batterie 40.
Sämtliche von der Messeinheit 50 gemessenen Daten werden von der Messeinheit 50 zu dem Prüfgerät 100 in Echtzeit gesendet. Sämtliche Daten sind Daten des Ladestroms, der durch den Strommessteil 51 gemessen wird, und Daten der Spannung V jeder Sekundärbatterie 2 und der Gesamtspannung Vt der zusammengesetzten Batterie 40, gemessen durch den Spannungsmessteil 53.
Der Prozessor 110 extrahiert eine Sekundärbatterie (erste Energiespeichervorrichtung) 2 mit der erstniedrigsten Spannung und eine Sekundärbatterie (zweite Energiespeichervorrichtung) 2 mit der zweitniedrigsten Spannung während des Ladens basierend auf den von der Messeinheit 50 in Echtzeit gesendeten Daten. Der Prozessor 110 berechnet eine Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung (S20). $Δ V = V2 - V1$
V2 ist die Spannung der Sekundärbatterie mit der zweitniedrigsten Spannung unter den sechs in Reihe geschalteten Sekundärbatterien 2, und V1 ist die Spannung der Sekundärbatterie mit der erstniedrigsten Spannung.
Als nächstes vergleicht der Prozessor 110 die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit einem ersten Schwellenwert K1 (S30). Wenn die Spannungsdifferenz ΔV kleiner als der erste Schwellenwert K1 ist, bestimmt der Prozessor 110, dass die zusammengesetzte Batterie 40 normal ist. In diesem Fall verschiebt sich der Verarbeitungsablauf zu S40, und der Prozessor 110 führt eine Verarbeitung aus um zu bestimmen, ob das Laden beendet wurde. Wenn das Laden nicht beendet ist, erfasst der Prozessor 110 die Spannungsdifferenz ΔV erneut in S20 und vergleicht anschließend die Spannungsdifferenz ΔV mit dem ersten Schwellenwert K1 in S30.
Wenn die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 den ersten Schwellenwert K1 überschreitet, bestimmt der Prozessor 110, ob die Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV den ersten Schwellenwert K1 innerhalb einer ersten vorbestimmten Periode T1 überschreitet, gleich oder größer als eine vorgeschriebene Häufigkeit ist (S50). Wenn die Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV innerhalb der ersten vorbestimmten Periode T1 (S50: JA) die vorgeschriebene Häufigkeit überschreitet, bestimmt der Prozessor 110, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung aufgetreten ist (S60).
Die erste vorbestimmte Zeit T1 beträgt beispielsweise zehn Sekunden, und die vorgeschriebene Häufigkeit beträgt beispielsweise drei. Der erste Schwellenwert K1 beträgt beispielsweise 20 bis 40 mV.
Wenn bestimmt wird, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung aufgetreten ist, führt der Prozessor 110 eine Verarbeitung durch, um eine Benachrichtigung über die Abnormität (S70) vorzunehmen. Beispielsweise sendet der Prozessor 110 einen Befehl zum Stoppen des Ladevorgangs an das Ladegerät 150 und veranlasst die Anzeigeeinrichtung 130, eine Fehlermeldung anzuzeigen, wie beispielsweise „Interner Kurzschluss ist in der Sekundärbatterie 2 aufgetreten“.
Auch wenn die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 den ersten Schwellenwert K1 überschreitet, bestimmt, solange die Häufigkeit innerhalb der ersten vorbestimmten Periode T1 kleiner als die vorgeschriebene Häufigkeit ist, der Prozessor 110, dass die zusammengesetzte Batterie 40 normal ist (bestimmt NEIN in S50). In diesem Fall wird das Laden fortgesetzt. Wenn das Laden endet, endet auch die Erfassungssverarbeitung für einen internen Kurzschluss (S40).
6 zeigt die Spannungswellenformen V1 bis V6 der jeweiligen Sekundärbatterien 2, wenn die zusammengesetzte Batterie 40 mit einem konstanten Strom geladen wird, wobei auf der horizontalen Achse die Zeit [s] und auf der vertikalen Achse die Spannung [V] aufgetragen ist. 6 zeigt die Spannungswellenform der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung als V1 und die Spannungswellenform der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung als V2. Die Spannungswellenformen V3 bis V6 sind die Spannungswellenformen der anderen Sekundärbatterien 2. Eine durch eine gestrichelte Linie angezeigte Spannungswellenform Vk zeigt eine Spannung, die man durch Subtrahieren des ersten Schwellenwerts K1 von der Spannungswellenform V2 erhält.
Nachdem das Laden zum Zeitpunkt t0 gestartet wurde, kreuzt die Spannungswellenform V1 die Spannungswellenform Vk zum Zeitpunkt t1, und die Spannungsdifferenz ΔV von der Spannungswellenform V2 überschreitet den ersten Schwellenwert K1. Während der ersten vorbestimmten Periode T1 von der Periode ab dem Zeitpunkt t1 überschreitet die Spannungsdifferenz ΔV zwischen der Spannungswellenform V1 und der Spannungswellenform V2 den ersten Schwellenwert K1 dreimal, was die vorgeschriebene Häufigkeit ist. Daher bestimmt das Prüfgerät 100, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung in der zusammengesetzten Batterie 40 aufgetreten ist (erstes Erfassungsverfahren).
Das erste Erfassungsverfahren dient dazu, das Auftreten oder Nicht-Auftreten der Abnormität der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung basierend auf der Spannungsdifferenz ΔV zwischen der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung und der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung zu bestimmen. Dies basiert auf der Annahme, dass, selbst wenn ein interner Kurzschluss in einer Sekundärbatterie (d.h. Der Sekundärbatterie mit der erstniedrigsten Spannung) 2 auftritt, die anderen Sekundärbatterien 2 normal sind. Diese Annahme basiert auf der Tatsache vergangener Erfahrung, dass interne Kurzschlüsse in einer Vielzahl von Sekundärbatterien 2, die die zusammengesetzte Batterie 40 bilden, äußerst selten gleichzeitig auftreten.
Beschreibung der Effekte
Die Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung hat gewöhnlich (zum normalen Zeitpunkt) eine geringere Kapazitätsdifferenz und SOC-Differenz relativ zur Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung als die anderen Sekundärbatterien 2, wie etwa die Sekundärbatterie mit der dritt- oder viertniedrigsten Spannung. Daher weist die Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung eine geringe Spannungsschwankung relativ zur Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung auf.
Bei diesem Verfahren wird die Spannung der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung mit der Spannung der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung verglichen, um zu bestimmen, ob das Auftreten oder Nicht-Auftreten der Abnormität der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung erfasst wird. Bei diesem Verfahren ist es möglich, eine Abnormität der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung im Vergleich zu einem Fall sehr genau zu erfassen, bei dem die Spannung der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung mit den Spannungen der anderen Sekundärbatterien 2 mit Ausnahme der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung verglichen wird.
Wenn die Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV den ersten Schwellenwert K1 überschreitet, gleich oder größer als die vorgeschriebene Häufigkeit innerhalb der ersten vorbestimmten Periode T1 ist, stellt das Prüfgerät 100 fest, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung aufgetreten ist (Abnormitätserfassung). Dieses Erfassungsverfahren ist wirksam beim Erfassen einer Abnormität des Spannungsabfalls der Batterie, der durch eine Wiederholung des Kontakts und des Nichtkontakts zwischen dem positiven Elektrodenelement und dem negativen Elektrodenelement (weicher Kurzschluss) aufgrund einer Fremdsubstanz, wie etwa eines Metallstücks verursacht wird, das in das Gehäuse 12 der Sekundärbatterie 2 gemischt ist. Insbesondere wenn die Batterie BT1 an einem sich bewegenden Körper wie einem Fahrzeug oder einem Schiff angebracht ist, ermöglicht die Anwendung dieses Verfahrens die genaue Erfassung einer Abnormität des Spannungsabfalls, der durch das Phänomen verursacht wird, bei dem das positive Elektrodenelement und das negative Elektrodenelement einen Kontakt und Nicht-Kontakt wiederholen, wie beispielsweise einen weicher Kurzschluss, der aufgrund der Vibration des sich bewegenden Körpers auftritt.
<Zweite Ausführungsform>
Eine zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform insofern ähnlich, als die Abnormität der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung durch Fokussieren auf die Spannungsdifferenz ΔV zwischen der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung und der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung erfasst wird. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die Verarbeitung des Erfassens einer Abnormität aus der Spannungsdifferenz ΔV.
7 ist ein Flussdiagramm der Erfassungsverarbeitung für einen internen Kurzschluss. Die Erfassungsverarbeitung von 7 unterscheidet sich in S30 und S50 von der Erfassungsverarbeitung von 5, wobei anstelle von S30 und S50 S35 und S55 ausgeführt werden.
Nach dem Starten des Ladens extrahiert der Prozessor 110 die Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung und die Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung und berechnet die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung (S20). Danach bestimmt der Prozessor 110, ob die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 während des Ladens mit der Zeit zugenommen hat (S35). Wenn sich die Spannungsdifferenz ΔV nicht erhöht hat (S35: NEIN), bestimmt der Prozessor 110, dass die zusammengesetzte Batterie 40 normal ist.
Wenn die Spannungsdifferenz ΔV zugenommen hat (S35: JA), bestimmt der Prozessor 110, ob die Dauer T, in der ein Zeitänderungsbetrag ΔV/t der Spannungsdifferenz ΔV weiterhin einen zweiten Schwellenwert K2 überschreitet, gleich oder länger als eine zweite vorbestimmte Periode T2 (S55) ist.
Wenn die Dauer T gleich oder länger als die zweite vorbestimmte Periode T2 ist (S55: JA), bestimmt der Prozessor 110, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung (S60) aufgetreten ist. Wenn die Dauer T kürzer als die zweite vorbestimmte Periode T2 (S55: NEIN) ist, bestimmt der Prozessor 110, dass die zusammengesetzte Batterie 40 normal ist. Die zweite vorbestimmte Zeit T2 beträgt beispielsweise fünf Minuten, und der zweite Schwellenwert K2 beträgt beispielsweise 10 mV/min.
8 zeigt die Spannungswellenformen V1 bis V6 der jeweiligen Sekundärbatterien 2, wenn die zusammengesetzte Batterie 40 mit einem konstanten Strom geladen wird, wobei auf der horizontalen Achse die Zeit [s] und auf der vertikalen Achse die Spannung [V] aufgetragen ist. 8 zeigt eine Spannungswellenform der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung als V1 und eine Spannungswellenform der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung als V2. Die Spannungswellenformen V3 bis V6 sind die Spannungswellenformen der anderen Sekundärbatterien 2.
Nachdem das Laden zum Zeitpunkt t0 gestartet worden ist, nimmt die Spannungsdifferenz ΔV zwischen der Spannungswellenform V1 und der Spannungswellenform V2 ab dem Zeitpunkt t1 zu. Nach dem Zeitpunkt t1 überschreitet der Zeitänderungsbetrag ΔV/t der Spannungsdifferenz ΔV kontinuierlich den zweiten Schwellenwert K2. Die Dauer T, in der der Zeitänderungsbetrag ΔV/t weiterhin den zweiten Schwellenwert K2 überschreitet, erreicht zum Zeitpunkt t2 die zweite vorbestimmte Periode T2. Daher bestimmt das Prüfgerät 100, dass zum Zeitpunkt t2 ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung in der zusammengesetzten Batterie 40 aufgetreten ist (zweites Erfassungsverfahren).
Das zweite Erfassungsverfahren ist wirksam beim Erfassen einer Abnormität des Spannungsabfalls der Batterie, die durch ein Phänomen verursacht wird, bei dem das positive Elektrodenelement und das negative Elektrodenelement aufgrund einer Fremdsubstanz, wie etwa einem Metallstück, das in dem Gehäuse 12 der Sekundärbatterie 2 gemischt ist, ständig in Kontakt sind (sogenannter harter Kurzschluss). Das heißt, wenn das positive Elektrodenelement und das negative Elektrodenelement ständig in Kontakt sind, tritt an dem Kontaktabschnitt weiterhin ein Energieverlust auf. Wenn daher während des Ladens ein harter Kurzschluss zwischen den Elektrodenelementen auftritt, steigt die Spannungsdifferenz ΔV an, wobei sich ein Zustand, in dem der Zeitänderungsbetrag ΔV/t der Spannungsdifferenz ΔV den zweiten Schwellenwert K2 überschreitet, fortsetzt, so dass die Erfassung durch dieses Verfahren wirksam ist. Wenn die zusammengesetzte Batterie 40 für einen stationären Gebrauch verwendet wird, wie beispielsweise eine Energiespeichervorrichtung eines unterbrechungsfreien Stromversorgungssystems, ermöglicht die Anwendung dieses Verfahrens die genaue Erfassung einer Abnormität des Spannungsabfalls, der durch einen harten Kurzschluss in der zusammengesetzten Batterie 40 für den stationären Gebrauch verursacht wird.
<Andere Ausführungsformen>
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und die Zeichnungen beschränkt, sondern es sind beispielsweise die folgenden Ausführungsformen im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.

(1) In der ersten und zweiten Ausführungsform hat die Energiespeichervorrichtung die Sekundärbatterie 2 beispielhaft dargestellt. Die Energiespeichervorrichtung ist nicht auf die Sekundärbatterie 2 beschränkt, sondern kann ein Kondensator oder dergleichen sein. Die Energiespeichervorrichtung ist nicht auf einen Fall beschränkt, in dem mehrere Energiespeichervorrichtungen in Reihe geschaltet sind, sondern die Energiespeichervorrichtungen können in Reihe und parallel geschaltet sein. Die Verwendung der Batterie BT1 ist nicht auf eine bestimmte Verwendung beschränkt. Die Batterie BT1 kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, beispielsweise für einen sich bewegenden Körper (ein Fahrzeug, ein Schiff, ein automatisch gelenktes Fahrzeug (FTF) usw.) und einen stationären Gebrauch (eine Energiespeichervorrichtung für ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem oder ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem).
(2) In der ersten und zweiten Ausführungsform hat der Prozessor 110 die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung aus dem gemessenen Spannungswert während des Ladens berechnet und einen internen Kurzschluss der Sekundärbatterie 2 basierend auf der berechneten Spannungsdifferenz ΔV erfasst. Wie in 9 und 10 gezeigt, ist auch während des Entladens die Spannung der Sekundärbatterie 2, bei der ein interner Kurzschluss aufgetreten ist, niedriger als die der anderen Sekundärbatterien 2, was zu der Erzeugung der Spannungsdifferenz ΔV führt. Daher kann die Batterie BT1 bei der Versandinspektion entladen werden, wobei der Prozessor 110 die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung aus einem gemessenen Spannungswert während des Entladens berechnen und den internen Kurzschluss der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung basierend auf der berechneten Spannungsdifferenz ΔV erfassen kann.
(3) Der Prozessor 110 kann die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und zweitniedrigsten Spannung sowohl während des Ladens als auch während des Entladens erfassen und kann bestimmen, dass die Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung abnormal ist, wenn die Abnormität der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung sowohl während des Ladens als auch während des Entladens erfasst wird. Durch Bestimmen der Abnormität der Sekundärbatterie 2 basierend auf den Ergebnissen des Erfassens des Auftretens oder Nicht-Auftretens einer Abnormität sowohl während des Ladens als auch des Entladens ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung des Auftretens oder Nicht-Auftretens einer Abnormität im Vergleich zu einem Fall zu verhindern, bei dem das Auftreten oder Nicht-Auftreten der Abnormität nur auf der Grundlage des Ergebnisses bestimmt wird, das man nur entweder während des Ladens oder während des Entladens erhält. Das in der ersten Ausführungsform gezeigte erste Erfassungsverfahren oder das in der zweiten Ausführungsform gezeigte zweite Erfassungsverfahren kann zum Erfassen der Abnormität der Sekundärbatterie 2 verwendet werden.
(4) In der ersten und zweiten Ausführungsform wurde das Prüfgerät 100 zur Versandinspektion gezeigt. Das Prüfgerät 100 ist nicht auf die Versandinspektion beschränkt. Das Prüfgerät 100 kann zusammen mit der Batterie BT1 an einem sich bewegenden Körper wie einem Fahrzeug oder einem Schiff angebracht sein, um die Abnormität der Batterie BT1 nach der Montage an dem sich bewegenden Körper zu erfassen. Das Prüfgerät 100 kann auch in ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem oder ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem eingebaut sein, um eine Abnormität eines Akkumulators in dem unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem oder dem Photovoltaik-Stromerzeugungssystem zu erfassen, während das System in Betrieb ist.
(5) Wenn die Batterie BT1 an dem beweglichen Körper angebracht ist, ist es vorzuziehen, eine Abnormität aufgrund eines weichen Kurzschlusses während des Entladens zu erkennen. Das heißt, während des Entladens der Batterie BT1, die an dem sich bewegenden Körper angebracht ist, berechnet der Prozessor 110 vorzugsweise die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung und erkennt eine Abnormität aufgrund eines weichen Kurzschlusses der an dem beweglichen Körper angebrachten Batterie BT1 ab der Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV den ersten Schwellenwert K1 überschreitet. Während sich der sich bewegende Körper bewegt, wird die Batterie BT1 für eine lange Zeit entladen, wobei Vibrationen aufgrund der Bewegung leicht einwirken können, wodurch die Erfassung erleichtert wird.
(6) In der ersten Ausführungsform hat, wenn die Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung den ersten Schwellenwert K1 überschreitet, gleich oder größer als die vorgeschriebene Häufigkeit innerhalb der ersten vorbestimmten Periode T1 ist, der Prozessor 110 das Auftreten eines internen Kurzschlusses in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung bestimmt. In einem Fall, in dem die Zeit seit Beginn des Ladens bis zum Ende des Ladens als einmal gezählt wird, kann, wenn die Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV den ersten Schwellenwert K1 überschreitet, gleich oder größer als die vorbestimmte Häufigkeit während des einmaligen Ladens wird, der Prozessor 110 zusätzlich feststellen, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung aufgetreten ist.
(7) In der ersten Ausführungsform hat der Prozessor 110 einen internen Kurzschluss der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung basierend auf der Häufigkeit bestimmt, mit der die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung den ersten Schwellenwert K1 überschreitet. Zur Erfassung eines internen Kurzschlusses können verschiedene Verfahren angewendet werden, solange die Erfassung auf der Grundlage der Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung ausgeführt wird. Beispielsweise kann der Prozessor 110 die Spannungsdifferenz ΔV mit dem ersten Schwellenwert K1 vergleichen und feststellen, dass ein interner Kurzschluss in der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung aufgetreten ist, wenn die Spannungsdifferenz ΔV den ersten Schwellenwert K1 gerade einmal überschreitet.
(8) In der ersten Ausführungsform wurde die Abnormität der Sekundärbatterie 2 durch das erste Erfassungsverfahren erfasst. In der zweiten Ausführungsform wurde die Abnormität der Sekundärbatterie 2 durch das zweite Erfassungsverfahren erfasst. Das erste Erfassungsverfahren erfasst die Spannung jeder Sekundärbatterie 2 während des Ladens oder während des Entladens. Das erste Erfassungsverfahren erfasst die Abnormität der Sekundärbatterie 2 basierend auf der Häufigkeit, mit der die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung den ersten Schwellenwert K1 überschreitet (Erfassungsverarbeitung in 5). Das erste Erfassungsverfahren ist zum Erfassen einer Abnormität infolge eines weichen Kurzschlusses der Sekundärbatterie 2 geeignet. Das zweite Erfassungsverfahren erfasst die Spannung jeder Sekundärbatterie 2 während des Ladens oder während des Entladens. Das zweite Erfassungsverfahren erfasst die Abnormität der Sekundärbatterie 2 basierend auf dem Zeitänderungsbetrag ΔV/t der Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung (Erfassungsverarbeitung in 7). Das zweite Erfassungsverfahren ist zum Erfassen einer Abnormität infolge eines harten Kurzschlusses der Sekundärbatterie 2 geeignet.

Der Prozessor 110 kann die Abnormität der Sekundärbatterie 2 unter Verwendung der beiden Erfassungsverfahren, eines ersten Erfassungsverfahrens und eines zweiten Erfassungsverfahrens, in Kombination erfassen. Wenn eine Abnormität durch wenigstens eines der beiden Erfassungsverfahren erfasst wird (wenn festgestellt wird, dass ein interner Kurzschluss aufgetreten ist), kann der Prozessor 110 eine Verarbeitung ausführen, um eine Benachrichtigung über eine Abnormität vorzunehmen. Der Prozessor 110 kann die beiden Erfassungsverfahren in Kombination verwenden, um eine Abnormität zu erfassen, die entweder durch einen weichen Kurzschlussmodus oder einen harten Kurzschlussmodus verursacht wird. Der Prozessor 110 kann den an der Batterie BT1 auszuführenden Verarbeitungsinhalt gemäß dem Erfassungsverfahren ändern, mit dem eine Abnormität erfasst wurde. Beispielsweise kann der Prozessor 110 eine Verarbeitung ausführen, um das Laden und Entladen der Batterie BT1 zu verhindern, wenn eine Abnormität durch das erste Erfassungsverfahren (eine Abnormität aufgrund eines weichen Kurzschlusses) erfasst wird, und kann eine Verarbeitung ausführen, um die Verwendung der Batterie BT1 zu verhindern, wenn eine Abnormität durch das zweite Erfassungsverfahren (eine Abnormität infolge eines harten Kurzschlusses) erfasst wird.

(9) In der ersten und zweiten Ausführungsform hat der Prozessor 110 die Abnormität der Sekundärbatterie 2 erkannt, die durch einen internen Kurzschluss verursacht wird, wobei jedoch, wenn die Abnormität ein Spannungsabfall ist, die Ursache eine andere sein kann als ein interner Kurzschluss. Zum Beispiel gibt es, wie in 11 gezeigt, einen Fall, bei dem eine Ausgleichsschaltung 60 mit jeder der Sekundärbatterien 2 verbunden ist. Die Ausgleichsschaltung 60 hat einen Widerstand R und einen Schalter SW, wobei durch Einschalten des Schalters SW die Sekundärbatterie 2 resistiv entladen wird. Die Ausgleichsschaltung 60 entlädt die Hochspannungs-Sekundärbatterie 2, um die Spannungen der in Reihe geschalteten Sekundärbatterien 2 auszugleichen. Wenn der Schalter SW der Ausgleichsschaltung 60 fest auf EIN steht, wird die Sekundärbatterie 2 entladen und ihre Spannung fällt ab. Daher wird die Spannungsdifferenz ΔV zwischen der Sekundärbatterie 2 mit der erstniedrigsten Spannung und der Sekundärbatterie 2 mit der zweitniedrigsten Spannung größer als die normale Zeit. Der Prozessor 110 kann nicht nur einen internen Kurzschluss, sondern auch einen Ausfall der Ausgleichsschaltung 60 durch das erste Erfassungsverfahren und das zweite Erfassungsverfahren erfassen.
(10) Eine Batterie BT2 in 12 umfasst ein Verwaltungsgerät 200. Das Verwaltungsgerät 200 befindet sich in der Batterie BT2 und umfasst einen Prozessor 210, eine Anzeigeeinrichtung 220 und einen Speicher 230. Das Verwaltungsgerät 200 verwaltet und überwacht den Zustand der Batterie BT2 basierend auf den Spannungsdaten und den Stromdaten jeder Sekundärbatterie 2, die durch die Messeinheit 50 gemessen werden. Das Verwaltungsgerät 200 berechnet die Spannungsdifferenz ΔV zwischen den beiden Sekundärbatterien 2 mit der erstniedrigsten und der zweitniedrigsten Spannung aus den gemessenen Spannungswerten während des Ladens oder Entladens und erfasst die Abnormität der Sekundärbatterie 2 basierend auf der berechneten Spannungsdifferenz ΔV. In der ersten und zweiten Ausführungsform wurde die Konfiguration veranschaulicht, in der das Prüfgerät 100 getrennt von der Batterie BT1 bereitgestellt ist, wobei jedoch das Verwaltungsgerät 200 innerhalb der Batterie als Prüfgerät verwendet werden kann.
(11) Das Konzept der vorliegenden Technik kann auf ein Prüfprogramm für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen angewendet werden. In einem Prüfprogramm für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen wird, basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit der erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit der zweitniedrigsten Spannung, während des Ladevorgangs oder während des Entladens unter der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen ein Computer dazu veranlasst, eine Erfassungsverarbeitung zum Erfassen einer Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung auszuführen.
(12) Das Konzept der vorliegenden Technik kann auf ein Aufzeichnungsmedium angewendet werden, bei dem ein Prüfprogramm für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen aufgezeichnet wird. Das Aufzeichnungsmedium kann ein beliebiges Medium sein, solange es in der Lage ist, ein Prüfprogramm aufzuzeichnen, und kann zusätzlich zu einem Speicher ein Nur-Lese-Speicher (CD-ROM) und dergleichen sein.

Bezugszeichenliste

2: Sekundärbatterie (Energiespeichervorrichtung)
40: zusammengesetzte Batterie
50: Messeinheit
51: Strommessteil
53: Spannungsmessteil
100: Prüfgerät
110: Prozessor
120: Speicher (Aufzeichnungsmedium)
130: Anzeigeeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010231939 A [0003]

Claims

Prüfgerät für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Energiespeichervorrichtungen, wobei auf der Grundlage einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit einer erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit einer zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen eine Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst wird.
Prüfgerät nach Anspruch 1, bei dem bestimmt wird, dass die erste Energiespeichervorrichtung abnormal ist, wenn die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung sowohl während des Ladens als auch während des Entladens erfasst wird.
Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Häufigkeit erfasst wird, mit der die Spannungsdifferenz einen ersten Schwellenwert überschreitet.
Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die zusammengesetzte Batterie für einen sich bewegenden Körper verwendet wird.
Prüfgerät nach Anspruch 4, bei dem die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung während des Entladens der zusammengesetzten Batterie erfasst wird.
Prüfgerät nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der sich bewegende Körper ein Schiff ist.
Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein erstes Erfassungsverfahren und ein zweites Erfassungsverfahren ausgeführt werden, wobei das erste Erfassungsverfahren darin besteht, die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Häufigkeit zu erfassen, mit der die Spannungsdifferenz einen ersten Schwellenwert überschreitet, und das zweite Erfassungsverfahren darin besteht, die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Dauer zu erfassen, in der ein Zeitänderungsbetrag der Spannungsdifferenz weiterhin einen zweiten Schwellenwert überschreitet, und, wenn die Abnormität durch das erste Erfassungsverfahren und/oder das zweite Erfassungsverfahren erfasst wird, bestimmt wird, dass die erste Energiespeichervorrichtung abnormal ist.
Prüfgerät nach Anspruch 1, bei dem die Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung basierend auf der Dauer erfasst wird, in der ein Zeitänderungsbetrag der Spannungsdifferenz weiterhin einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Prüfgerät nach Anspruch 8, bei dem die zusammengesetzte Batterie für den stationären Gebrauch bestimmt ist.
Zusammengesetztes Batteriesystem, umfassend: das Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen, wobei die zusammengesetzte Batterie von dem Prüfgerät überprüft wird.
Prüfverfahren für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen, wobei basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit einer erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit einer zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder Entladens unter der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen eine Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung erfasst wird.
Prüfprogramm für eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl in Reihe geschalteter Energiespeichervorrichtungen, bei dem basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Energiespeichervorrichtung mit einer erstniedrigsten Spannung und einer zweiten Energiespeichervorrichtung mit einer zweitniedrigsten Spannung während des Ladens oder während des Entladens unter der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen ein Computer veranlasst wird, eine Erfassungsverarbeitung zum Erfassen einer Abnormität der ersten Energiespeichervorrichtung auszuführen.