JP2003045387A - 電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法 - Google Patents
電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法Info
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池パックシステムにおいて、低コストで二
次電池の寿命末期判定を安全確実に行なう。 【解決手段】 他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く
上昇し、常に最初に劣化が始まる比較判定用単電池１１
１を設け、この比較判定用単電池の内部抵抗をセル単位
でモニターし、他の単電池については、電圧等の検出が
行われるブロック単位で内部抵抗をモニターして、両方
の内部抵抗を比較することで、電池寿命の末期判定を行
なう。
次電池の寿命末期判定を安全確実に行なう。 【解決手段】 他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く
上昇し、常に最初に劣化が始まる比較判定用単電池１１
１を設け、この比較判定用単電池の内部抵抗をセル単位
でモニターし、他の単電池については、電圧等の検出が
行われるブロック単位で内部抵抗をモニターして、両方
の内部抵抗を比較することで、電池寿命の末期判定を行
なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車、ハイ
ブリッド車両等に搭載され、ニッケル−水素バッテリな
どのアルカリ二次電池である単電池が複数個接続された
組電池を内蔵した電池パックの電池劣化を判定する技術
に関する。
ブリッド車両等に搭載され、ニッケル−水素バッテリな
どのアルカリ二次電池である単電池が複数個接続された
組電池を内蔵した電池パックの電池劣化を判定する技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、電気自動車（ＰＥＶ）や、エ
ンジンとモータを備えたいわゆるハイブリッド車両（Ｈ
ＥＶ）において、モータを駆動する際の主電源として、
その高いエネルギー密度（すなわち、コンパクトにエネ
ルギーを蓄積できる）と高い出力密度の点から、ニッケ
ル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリが主に使用されてい
る。かかるＰＥＶやＨＥＶでは、モータに対して十分な
出力を供給できるように、単電池を複数個組み合わせて
１つの組電池とし、その組電池が電池制御部等とともに
電池パックに内蔵されている。
ンジンとモータを備えたいわゆるハイブリッド車両（Ｈ
ＥＶ）において、モータを駆動する際の主電源として、
その高いエネルギー密度（すなわち、コンパクトにエネ
ルギーを蓄積できる）と高い出力密度の点から、ニッケ
ル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリが主に使用されてい
る。かかるＰＥＶやＨＥＶでは、モータに対して十分な
出力を供給できるように、単電池を複数個組み合わせて
１つの組電池とし、その組電池が電池制御部等とともに
電池パックに内蔵されている。
【０００３】かかるＰＥＶ等用の電池パックのように、
非常に多数の単電池を直列に接続して組電池を構成して
使用する場合、単電池の特性が基本的にすべて同じにな
り、組電池としての性能が十分に発揮できるように設計
されている。
非常に多数の単電池を直列に接続して組電池を構成して
使用する場合、単電池の特性が基本的にすべて同じにな
り、組電池としての性能が十分に発揮できるように設計
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単電池
の特性がすべて同じになるように組電池を構成すること
は、実際には製造上不可能である。このため、例えば、
特開平１−１３４８７７号公報には、鉛蓄電池に１つの
長寿命セルと数個の通常セルを設け、長寿命セルと通常
セルとの電圧差を常にモニターして、この電圧差が一定
値以上になった時に寿命劣化警報を出す旨の構成が開示
されている。
の特性がすべて同じになるように組電池を構成すること
は、実際には製造上不可能である。このため、例えば、
特開平１−１３４８７７号公報には、鉛蓄電池に１つの
長寿命セルと数個の通常セルを設け、長寿命セルと通常
セルとの電圧差を常にモニターして、この電圧差が一定
値以上になった時に寿命劣化警報を出す旨の構成が開示
されている。
【０００５】かかる従来の鉛蓄電池は、主にエンジン始
動を目的とするものであり、例えば電圧１２Ｖを得るた
めに２Ｖ用単電池が６個直列に接続されるだけである。
これに対して、ＰＥＶ等用の電池パックのように、非常
に多数の単電池を直列に接続して組電池が構成される場
合、安全確実に電池の劣化判定を行なうためには、単電
池毎の電池状態を監視する必要があるが、単電池数が非
常に多いので、製造が困難であり、またコストが増大す
るという問題がある。
動を目的とするものであり、例えば電圧１２Ｖを得るた
めに２Ｖ用単電池が６個直列に接続されるだけである。
これに対して、ＰＥＶ等用の電池パックのように、非常
に多数の単電池を直列に接続して組電池が構成される場
合、安全確実に電池の劣化判定を行なうためには、単電
池毎の電池状態を監視する必要があるが、単電池数が非
常に多いので、製造が困難であり、またコストが増大す
るという問題がある。
【０００６】一方、電池を重大な不具合に至らない範囲
で制御することが可能なブロック単位で電圧等を検出し
電池パックの充放電制御を行なっていると、単電池毎の
電池状態が認識できず、寿命に至る電池の発生時期や発
生個所、また劣化の兆候の見極めが困難である。よっ
て、電池パックの交換時期の指標や基準が明確でないた
め、ＰＥＶやＨＥＶのように電池を動力源に用いている
場合、車両走行性能に影響を及ぼす可能性があるという
問題があった。
で制御することが可能なブロック単位で電圧等を検出し
電池パックの充放電制御を行なっていると、単電池毎の
電池状態が認識できず、寿命に至る電池の発生時期や発
生個所、また劣化の兆候の見極めが困難である。よっ
て、電池パックの交換時期の指標や基準が明確でないた
め、ＰＥＶやＨＥＶのように電池を動力源に用いている
場合、車両走行性能に影響を及ぼす可能性があるという
問題があった。
【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、低コストで寿命末期判定を安
全確実に行なうことが可能な電気自動車等用の電池パッ
クシステムおよび電池パックの劣化判定方法を提供する
ことにある。
ものであり、その目的は、低コストで寿命末期判定を安
全確実に行なうことが可能な電気自動車等用の電池パッ
クシステムおよび電池パックの劣化判定方法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る電池パックシステムは、二次電池であ
る単電池が複数個接続された組電池を有する電池パック
システムであって、組電池は、他の単電池に比べて内部
抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池が配設されて
成ることを特徴とする。
め、本発明に係る電池パックシステムは、二次電池であ
る単電池が複数個接続された組電池を有する電池パック
システムであって、組電池は、他の単電池に比べて内部
抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池が配設されて
成ることを特徴とする。
【０００９】この電池パックシステムにおいて、組電池
に流れる電流を検出する電流検出部と、比較判定用単電
池の電圧を検出する第１の電圧検出部と、他の単電池の
電圧をブロック単位で検出する第２の電圧検出部と、少
なくとも電流検出部からの電流データと第１の電圧検出
部からの電圧データとに基づいて、比較判定用単電池の
第１の内部抵抗を算出する第１の内部抵抗算出部と、少
なくとも電流検出部からの電流データと第２の電圧検出
部からの電圧データとに基づいて、他の単電池の第２の
内部抵抗を算出する第２の内部抵抗算出部と、第１の内
部抵抗と第２の内部抵抗とに基づいて、電池劣化判定を
行なう劣化判定部とを備えることが好ましい。
に流れる電流を検出する電流検出部と、比較判定用単電
池の電圧を検出する第１の電圧検出部と、他の単電池の
電圧をブロック単位で検出する第２の電圧検出部と、少
なくとも電流検出部からの電流データと第１の電圧検出
部からの電圧データとに基づいて、比較判定用単電池の
第１の内部抵抗を算出する第１の内部抵抗算出部と、少
なくとも電流検出部からの電流データと第２の電圧検出
部からの電圧データとに基づいて、他の単電池の第２の
内部抵抗を算出する第２の内部抵抗算出部と、第１の内
部抵抗と第２の内部抵抗とに基づいて、電池劣化判定を
行なう劣化判定部とを備えることが好ましい。
【００１０】この場合、比較判定用単電池は、他の単電
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することが好
ましい。
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することが好
ましい。
【００１１】または、比較判定用単電池は、他の単電池
よりも電解液量が少なく構成されることが好ましい。
よりも電解液量が少なく構成されることが好ましい。
【００１２】また、二次電池はニッケル・水素二次電池
であることが好ましい。
であることが好ましい。
【００１３】前記の目的を達成するため、本発明に係る
電池パックの劣化判定方法は、二次電池である単電池が
複数個接続された組電池を有する電池パックの劣化を判
定する方法であって、組電池は、他の単電池に比べて内
部抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池が配設され
て成り、比較判定用単電池の第１の内部抵抗をセル単位
でモニターする工程と、他の単電池の第２の内部抵抗を
ブロック単位でモニターする工程と、第１の内部抵抗と
第２の内部抵抗とを比較することにより、電池劣化判定
を行なうことを特徴とする。
電池パックの劣化判定方法は、二次電池である単電池が
複数個接続された組電池を有する電池パックの劣化を判
定する方法であって、組電池は、他の単電池に比べて内
部抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池が配設され
て成り、比較判定用単電池の第１の内部抵抗をセル単位
でモニターする工程と、他の単電池の第２の内部抵抗を
ブロック単位でモニターする工程と、第１の内部抵抗と
第２の内部抵抗とを比較することにより、電池劣化判定
を行なうことを特徴とする。
【００１４】この場合、比較判定用単電池は、他の単電
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することが好
ましい。
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することが好
ましい。
【００１５】または、比較判定用単電池は、他の単電池
よりも電解液量が少なく構成されることが好ましい。
よりも電解液量が少なく構成されることが好ましい。
【００１６】また、二次電池はニッケル・水素二次電池
であることが好ましい。
であることが好ましい。
【００１７】上記の構成によれば、電池パックを構成す
る組電池に、他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く上
昇し、常に最初に劣化が始まる比較判定用単電池を設
け、この比較判定用単電池の内部抵抗をセル単位でモニ
ターし、他の単電池については、電圧等の検出が行われ
るブロック単位で内部抵抗をモニターして、両方の内部
抵抗を比較することで、安全、確実、低コストで電池寿
命の末期判定を行なうことができる。
る組電池に、他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く上
昇し、常に最初に劣化が始まる比較判定用単電池を設
け、この比較判定用単電池の内部抵抗をセル単位でモニ
ターし、他の単電池については、電圧等の検出が行われ
るブロック単位で内部抵抗をモニターして、両方の内部
抵抗を比較することで、安全、確実、低コストで電池寿
命の末期判定を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。
について、図面を参照して説明する。
【００１９】図１は、本発明の一実施形態による電池パ
ックの構成を示すブロック図である。
ックの構成を示すブロック図である。
【００２０】図１において、１は、ＨＥＶ等に搭載され
る、二次電池、例えばニッケル−水素バッテリで構成さ
れた電池パックである。この電池パック１は、通常、モ
ータに対する所定の出力を得るため、ニッケル−水素バ
ッテリである多数の単電池が電気的に直列接続された第
１電池モジュール１１、第２電池モジュール１２、第３
電池モジュール１３、第４電池モジュール１４、第５電
池モジュール１５をさらに複数個電気的に直列接続した
構成をとる。各電池モジュール１１、１２、１３、１
４、１５は、後述するが電池電圧を検出するブロック単
位で分けられている。また、第１電池モジュール１１に
ついては、後述するが比較判定用単電池１１１の電圧が
セル単位で検出される。
る、二次電池、例えばニッケル−水素バッテリで構成さ
れた電池パックである。この電池パック１は、通常、モ
ータに対する所定の出力を得るため、ニッケル−水素バ
ッテリである多数の単電池が電気的に直列接続された第
１電池モジュール１１、第２電池モジュール１２、第３
電池モジュール１３、第４電池モジュール１４、第５電
池モジュール１５をさらに複数個電気的に直列接続した
構成をとる。各電池モジュール１１、１２、１３、１
４、１５は、後述するが電池電圧を検出するブロック単
位で分けられている。また、第１電池モジュール１１に
ついては、後述するが比較判定用単電池１１１の電圧が
セル単位で検出される。
【００２１】第１電池モジュール１１には、他の単電池
に比べて内部抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池
１１１が配設されている。この比較判定用単電池１１１
は、他の単電池に比べて、通常の電池特性には差がない
程度で、目付重量が大きいセパレータを有して構成され
るか、または電解液量を少なくして構成される。一般
に、充放電が行われるにつれて、極板の膨張や酸化等に
よりセパレータの電解液が消費され、セパレータの保液
量がある一定の閾値を下回ると、電池の内部抵抗の上昇
が始まる。すなわち、比較判定用単電池１１１は、他の
単電池に比べて初期のセパレータの保液量が少ないた
め、充放電が行なわれるにつれて、常に最初にセパレー
タの電解液の保液量が閾値を下回ることで、内部抵抗が
常に早く上昇し、常に最初に劣化が始まることになる。
に比べて内部抵抗が常に早く上昇する比較判定用単電池
１１１が配設されている。この比較判定用単電池１１１
は、他の単電池に比べて、通常の電池特性には差がない
程度で、目付重量が大きいセパレータを有して構成され
るか、または電解液量を少なくして構成される。一般
に、充放電が行われるにつれて、極板の膨張や酸化等に
よりセパレータの電解液が消費され、セパレータの保液
量がある一定の閾値を下回ると、電池の内部抵抗の上昇
が始まる。すなわち、比較判定用単電池１１１は、他の
単電池に比べて初期のセパレータの保液量が少ないた
め、充放電が行なわれるにつれて、常に最初にセパレー
タの電解液の保液量が閾値を下回ることで、内部抵抗が
常に早く上昇し、常に最初に劣化が始まることになる。
【００２２】図２は、電池容量が１０Ａｈの電池パック
において、充放電パルスサイクルに対する内部抵抗の変
化を、電解液量を少なくした（３１ｇ）比較判定用単電
池電池（曲線Ａ）と電解液量が通常量である（３７ｇ）
他の単電池（曲線Ｂ）とで比較例示した図である。な
お、図２において、１回の充放電サイクルは、２０Ａ、
１分間の充電パルス期間と２０Ａ、１分間の放電パルス
期間からなる。図２に示すように、曲線Ａの比較判定用
単電池のほうが、曲線Ｂの他の単電池よりも早く内部抵
抗が上昇している。
において、充放電パルスサイクルに対する内部抵抗の変
化を、電解液量を少なくした（３１ｇ）比較判定用単電
池電池（曲線Ａ）と電解液量が通常量である（３７ｇ）
他の単電池（曲線Ｂ）とで比較例示した図である。な
お、図２において、１回の充放電サイクルは、２０Ａ、
１分間の充電パルス期間と２０Ａ、１分間の放電パルス
期間からなる。図２に示すように、曲線Ａの比較判定用
単電池のほうが、曲線Ｂの他の単電池よりも早く内部抵
抗が上昇している。
【００２３】再び、図１に戻って、２は、電池パック１
に対する電圧検出用スイッチであり、比較判定用単電池
１１１の電圧および第１から第５電池モジュール１１、
１２、１３、１４、１５のそれぞれの電池電圧を時系列
で所定時間毎に電圧サンプルＶ０（ｎ）、Ｖ１（ｎ）、
Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５（ｎ）とし
て検出するためのスイッチ２０、２１、２２、２３、２
４、２５からなる。
に対する電圧検出用スイッチであり、比較判定用単電池
１１１の電圧および第１から第５電池モジュール１１、
１２、１３、１４、１５のそれぞれの電池電圧を時系列
で所定時間毎に電圧サンプルＶ０（ｎ）、Ｖ１（ｎ）、
Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５（ｎ）とし
て検出するためのスイッチ２０、２１、２２、２３、２
４、２５からなる。
【００２４】３は、電池パック１に対する温度検出用ス
イッチであり、第１から第５電池モジュール１１、１
２、１３、１４、１５のそれぞれと温度結合して配設さ
れた温度センサ４１、４２、４３、４４、４５で測定さ
れたそれぞれの電池温度を時系列で所定時間毎に温度サ
ンプルＴ１（ｎ）、Ｔ２（ｎ）、Ｔ３（ｎ）、Ｔ４
（ｎ）、Ｔ５（ｎ）として検出するためのスイッチ３
１、３２、３３、３４、３５からなる。
イッチであり、第１から第５電池モジュール１１、１
２、１３、１４、１５のそれぞれと温度結合して配設さ
れた温度センサ４１、４２、４３、４４、４５で測定さ
れたそれぞれの電池温度を時系列で所定時間毎に温度サ
ンプルＴ１（ｎ）、Ｔ２（ｎ）、Ｔ３（ｎ）、Ｔ４
（ｎ）、Ｔ５（ｎ）として検出するためのスイッチ３
１、３２、３３、３４、３５からなる。
【００２５】４は電流検出部であり、電流センサ（不図
示）から出力される電池パック１の充放電電流を所定時
間毎にサンプリングし、電流サンプルＩ（ｎ）を取得し
て電流の大きさを検出すると共に、その符号により充電
であるのか放電であるのかの充放電方向Ｃ／Ｄも検出す
る。
示）から出力される電池パック１の充放電電流を所定時
間毎にサンプリングし、電流サンプルＩ（ｎ）を取得し
て電流の大きさを検出すると共に、その符号により充電
であるのか放電であるのかの充放電方向Ｃ／Ｄも検出す
る。
【００２６】５は電池コントローラであり、制御信号Ｖ
Ｃにより電圧検出用スイッチ２０、２１、２２、２３、
２４、２５を時系列にオン状態にして取得した電圧サン
プルＶ０（ｎ）、Ｖ１（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３
（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５（ｎ）と、制御信号ＴＣによ
り温度検出用スイッチ３１、３２、３３、３４、３５を
時系列にオン状態にして取得した温度サンプルＴ１
（ｎ）、Ｔ２（ｎ）、Ｔ３（ｎ）、Ｔ４（ｎ）、Ｔ５
（ｎ）と、電流検出部５からの電流サンプルＩ（ｎ）お
よび充放電方向Ｃ／Ｄとから、電池パック１の残存容量
を演算により求め、電池パック１に対する充放電制御の
ために、外部のシステム制御部（不図示）に電池情報Ｂ
Ｉとして送信する。
Ｃにより電圧検出用スイッチ２０、２１、２２、２３、
２４、２５を時系列にオン状態にして取得した電圧サン
プルＶ０（ｎ）、Ｖ１（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３
（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５（ｎ）と、制御信号ＴＣによ
り温度検出用スイッチ３１、３２、３３、３４、３５を
時系列にオン状態にして取得した温度サンプルＴ１
（ｎ）、Ｔ２（ｎ）、Ｔ３（ｎ）、Ｔ４（ｎ）、Ｔ５
（ｎ）と、電流検出部５からの電流サンプルＩ（ｎ）お
よび充放電方向Ｃ／Ｄとから、電池パック１の残存容量
を演算により求め、電池パック１に対する充放電制御の
ために、外部のシステム制御部（不図示）に電池情報Ｂ
Ｉとして送信する。
【００２７】また、電池コントローラ５は、演算により
求めた残存容量が内部抵抗変化の小さい残存容量範囲に
おいて、電圧サンプルＶ０（ｎ）と電流サンプルＩ
（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄとに基づいて、比較判定
用単電池１１１の内部抵抗を算出し、電圧サンプルＶ１
（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５
（ｎ）と電流サンプルＩ（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄ
とに基づいて、各電池モジュール１１、１２、１３、１
４、１５における他の単電池の内部抵抗を算出し、他の
単電池の内部抵抗を比較判定用単電池１１１の内部抵抗
と比較することにより、電池パックの劣化状態を判断
し、電池寿命末期と判定した場合、外部のシステム制御
部（不図示）に電池情報ＢＩにより警告信号を送信す
る。
求めた残存容量が内部抵抗変化の小さい残存容量範囲に
おいて、電圧サンプルＶ０（ｎ）と電流サンプルＩ
（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄとに基づいて、比較判定
用単電池１１１の内部抵抗を算出し、電圧サンプルＶ１
（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）、Ｖ５
（ｎ）と電流サンプルＩ（ｎ）および充放電方向Ｃ／Ｄ
とに基づいて、各電池モジュール１１、１２、１３、１
４、１５における他の単電池の内部抵抗を算出し、他の
単電池の内部抵抗を比較判定用単電池１１１の内部抵抗
と比較することにより、電池パックの劣化状態を判断
し、電池寿命末期と判定した場合、外部のシステム制御
部（不図示）に電池情報ＢＩにより警告信号を送信す
る。
【００２８】次に、このように構成された電池パックシ
ステムの劣化判定方法について、図３を参照して説明す
る。
ステムの劣化判定方法について、図３を参照して説明す
る。
【００２９】図３は、本発明の一実施形態による電池パ
ックの劣化判定方法における劣化判定ルーチンを示すフ
ローチャートである。
ックの劣化判定方法における劣化判定ルーチンを示すフ
ローチャートである。
【００３０】図３において、まず、比較判定用単電池１
１１および各電池モジュール１１、１２、１３、１４、
１５の電圧サンプルＶｉ（ｎ）、電流サンプルＩｉ
（ｎ）、温度サンプルＴｉ（ｎ）を取得して、残存容量
ＳＯＣｉ（ｎ）を演算する（Ｓ３０１）。次に、演算し
た残存容量ＳＯＣｉ（ｎ）が内部抵抗変化の小さい残存
容量範囲において、電圧サンプルＶｉ（ｎ）および電流
サンプルＩｉ（ｎ）をプロットして、そのＶｉ（ｎ）−
Ｉｉ（ｎ）特性から、比較判定用単電池１１１の内部抵
抗ＲＡおよび他の単電池の内部抵抗ＲＢを算出する（Ｓ
３０２）。
１１および各電池モジュール１１、１２、１３、１４、
１５の電圧サンプルＶｉ（ｎ）、電流サンプルＩｉ
（ｎ）、温度サンプルＴｉ（ｎ）を取得して、残存容量
ＳＯＣｉ（ｎ）を演算する（Ｓ３０１）。次に、演算し
た残存容量ＳＯＣｉ（ｎ）が内部抵抗変化の小さい残存
容量範囲において、電圧サンプルＶｉ（ｎ）および電流
サンプルＩｉ（ｎ）をプロットして、そのＶｉ（ｎ）−
Ｉｉ（ｎ）特性から、比較判定用単電池１１１の内部抵
抗ＲＡおよび他の単電池の内部抵抗ＲＢを算出する（Ｓ
３０２）。
【００３１】次に、内部抵抗ＲＡと内部抵抗ＲＢとの差
分値（ＲＡ−ＲＢ）が、所定の閾値Ｒｓを超えているか
否かを判断する（Ｓ３０３）。この判断の結果、ＲＡ−
ＲＢ≦Ｒｓであった場合（Ｎｏ）、比較判定用単電池１
１１の内部抵抗ＲＡは増大しておらず、劣化に至ってい
ないため、電池パック１は寿命末期でないと判定し（Ｓ
３０４）、ステップＳ３０１に戻る。
分値（ＲＡ−ＲＢ）が、所定の閾値Ｒｓを超えているか
否かを判断する（Ｓ３０３）。この判断の結果、ＲＡ−
ＲＢ≦Ｒｓであった場合（Ｎｏ）、比較判定用単電池１
１１の内部抵抗ＲＡは増大しておらず、劣化に至ってい
ないため、電池パック１は寿命末期でないと判定し（Ｓ
３０４）、ステップＳ３０１に戻る。
【００３２】一方、ステップＳ３０３における判断の結
果、充放電サイクルが繰り返されて、比較判定用単電池
１１１の内部抵抗ＲＡが増大し、ＲＡ−ＲＢ＞Ｒｓとな
った場合（Ｙｅｓ）、劣化が進行しており、電池パック
１は寿命末期であると判定し（Ｓ３０５）、外部のシス
テム制御部に警告信号を送信する（Ｓ３０６）。
果、充放電サイクルが繰り返されて、比較判定用単電池
１１１の内部抵抗ＲＡが増大し、ＲＡ−ＲＢ＞Ｒｓとな
った場合（Ｙｅｓ）、劣化が進行しており、電池パック
１は寿命末期であると判定し（Ｓ３０５）、外部のシス
テム制御部に警告信号を送信する（Ｓ３０６）。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストで寿命末期判定を安全確実に行なうことが可能
な電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法
を提供することができる、という格別な効果を奏する。
低コストで寿命末期判定を安全確実に行なうことが可能
な電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法
を提供することができる、という格別な効果を奏する。
【図１】 本発明の一実施形態による電池パックの構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図２】 充放電パルスサイクルに対する内部抵抗の変
化を示す図
化を示す図
【図３】 本発明の一実施形態による電池パックの劣化
判定方法における劣化判定ルーチンを示すフローチャー
ト
判定方法における劣化判定ルーチンを示すフローチャー
ト
１ 電池パック
２ 電圧検出用スイッチ
３ 温度検出用スイッチ
４ 電流検出部
５ 電池コントローラ
１１１ 比較判定用単電池
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｙ ５Ｈ１１５
Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB06 CB13 CC01 CC04
CC06 CC07 CC09 CC12 CC24
CF03 CF06
5G003 BA03 EA08 FA06 GC05
5H028 CC01
5H030 AA00 AS06 AS08 FF41 FF42
FF43
5H040 AA00 AA36 AA40 AS07 DD08
5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PU01
PU25 PU26 SE06 TI01 TI05
TI06 TI10 TU20
Claims (9)
- 【請求項１】 二次電池である単電池が複数個接続され
た組電池を有する電池パックシステムであって、 前記組電池は、他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く
上昇する比較判定用単電池が配設されて成ることを特徴
とする電池パックシステム。 - 【請求項２】 前記組電池に流れる電流を検出する電流
検出部と、 前記比較判定用単電池の電圧を検出する第１の電圧検出
部と、 前記他の単電池の電圧をブロック単位で検出する第２の
電圧検出部と、 少なくとも前記電流検出部からの電流と前記第１の電圧
検出部からの電圧とに基づいて、前記比較判定用単電池
の第１の内部抵抗を算出する第１の内部抵抗算出部と、 少なくとも前記電流検出部からの電流と前記第２の電圧
検出部からの電圧とに基づいて、前記他の単電池の第２
の内部抵抗を算出する第２の内部抵抗算出部と、 前記第１の内部抵抗と前記第２の内部抵抗とに基づい
て、電池劣化判定を行なう劣化判定部とを備えたことを
特徴とする電池パックシステム。 - 【請求項３】 前記比較判定用単電池は、前記他の単電
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することを特
徴とする請求項１または２記載の電池パックシステム。 - 【請求項４】 前記比較判定用単電池は、前記他の単電
池よりも電解液量が少なく構成されることを特徴とする
請求項１または２記載の電池パックシステム。 - 【請求項５】 前記二次電池はニッケル・水素二次電池
である請求項１から４のいずれか一項記載の電池パック
システム。 - 【請求項６】 二次電池である単電池が複数個接続され
た組電池を有する電池パックの劣化を判定する方法であ
って、 前記組電池は、他の単電池に比べて内部抵抗が常に早く
上昇する比較判定用単電池が配設されて成り、 前記比較判定用単電池の第１の内部抵抗をセル単位でモ
ニターする工程と、 前記他の単電池の第２の内部抵抗をブロック単位でモニ
ターする工程と、 前記第１の内部抵抗と前記第２の内部抵抗とを比較する
ことにより、電池劣化判定を行なうことを特徴とする電
池パックの劣化判定方法。 - 【請求項７】 前記比較判定用単電池は、前記他の単電
池よりも目付重量が大きなセパレータを有することを特
徴とする請求項６記載の電池パックの劣化判定方法。 - 【請求項８】 前記比較判定用単電池は、前記他の単電
池よりも電解液量が少なく構成されることを特徴とする
請求項６記載の電池パックの劣化判定方法。 - 【請求項９】 前記二次電池はニッケル・水素二次電池
である請求項６から８のいずれか一項記載の電池パック
の劣化判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001235254A JP4902066B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法 |
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| JP2001235254A JP4902066B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 電池パックシステムおよび電池パックの劣化判定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045387A true JP2003045387A (ja) | 2003-02-14 |
| JP4902066B2 JP4902066B2 (ja) | 2012-03-21 |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205977A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | 二次電池の監視装置 |
| JP2009064682A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | 電池劣化判定装置及びそれを備えたリチウムイオン電池パック |
| WO2012121505A3 (ko) * | 2011-03-10 | 2012-12-13 | 주식회사 엘지화학 | 안정적인 측정 수단을 구비한 전지팩 |
| JP2013142630A (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-22 | Toshiba Corp | 電池寿命事前検知方法、電池システム、及び電池コントローラ |
| US8742725B2 (en) | 2008-04-01 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery system |
| WO2014097490A1 (ja) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン二次電池モジュール及びその余寿命診断装置、並びにその診断方法 |
| JP2014157717A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Denso Corp | 電池システム |
| JP2015076983A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | Tdk株式会社 | 寿命判定機能を有する蓄電装置、及び組電池の寿命判定方法 |
| WO2015133068A1 (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | バッテリの種別判定装置及びバッテリの種別判定方法 |
| JP2015222195A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 中古二次電池の再構成品適用判定方法及び組電池再構成品の再構成方法 |
| WO2017150195A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | ソニー株式会社 | 電池パックおよび充放電制御方法 |
| KR101835375B1 (ko) | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 조선대학교산학협력단 | 배터리 집단군 건강상태 추정 장치 및 그 방법 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156639A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池 |
| JPH01134877A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH0446530A (ja) * | 1990-06-12 | 1992-02-17 | Pfu Ltd | バッテリ異常検出回路 |
| JPH0997624A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Toray Ind Inc | 電池の製造方法 |
| JPH10106635A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組電池状態検出方法 |
| JPH10134852A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Hitachi Auto Syst:Kk | バッテリ診断装置 |
| JPH10233204A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-09-02 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 電池への注液方法 |
| JPH11185830A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-09 | Shizuoka Seiki Co Ltd | バッテリー電圧異常検出装置 |
| JPH11285162A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 組み電池の充電装置 |
| JP2000223164A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Ntt Docomo Inc | 電池パックおよび該電池パックの容量劣化診断方法と装置 |
| JP2001006644A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組電池 |
| JP2001057711A (ja) * | 1999-01-25 | 2001-02-27 | Zip Charge:Kk | 電気車両用エネルギー供給システム、電気車両用バッテリ、電気車両用バッテリ充電装置、バッテリ販売装置及び電気車両用バッテリ管理システム |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001235254A patent/JP4902066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156639A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池 |
| JPH01134877A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH0446530A (ja) * | 1990-06-12 | 1992-02-17 | Pfu Ltd | バッテリ異常検出回路 |
| JPH0997624A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Toray Ind Inc | 電池の製造方法 |
| JPH10106635A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組電池状態検出方法 |
| JPH10134852A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Hitachi Auto Syst:Kk | バッテリ診断装置 |
| JPH10233204A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-09-02 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 電池への注液方法 |
| JPH11185830A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-09 | Shizuoka Seiki Co Ltd | バッテリー電圧異常検出装置 |
| JPH11285162A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 組み電池の充電装置 |
| JP2001057711A (ja) * | 1999-01-25 | 2001-02-27 | Zip Charge:Kk | 電気車両用エネルギー供給システム、電気車両用バッテリ、電気車両用バッテリ充電装置、バッテリ販売装置及び電気車両用バッテリ管理システム |
| JP2000223164A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Ntt Docomo Inc | 電池パックおよび該電池パックの容量劣化診断方法と装置 |
| JP2001006644A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組電池 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205977A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | 二次電池の監視装置 |
| JP2009064682A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | 電池劣化判定装置及びそれを備えたリチウムイオン電池パック |
| US8742725B2 (en) | 2008-04-01 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery system |
| KR101536143B1 (ko) * | 2011-03-10 | 2015-07-14 | 주식회사 엘지화학 | 안정적인 측정 수단을 구비한 전지팩 |
| WO2012121505A3 (ko) * | 2011-03-10 | 2012-12-13 | 주식회사 엘지화학 | 안정적인 측정 수단을 구비한 전지팩 |
| CN103415956A (zh) * | 2011-03-10 | 2013-11-27 | 株式会社Lg化学 | 具有稳定测量单元的电池组 |
| JP2014507058A (ja) * | 2011-03-10 | 2014-03-20 | エルジー ケム． エルティーディ． | 安定した測定ユニットを備えたバッテリーパック |
| US9372237B2 (en) | 2011-03-10 | 2016-06-21 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack having stable measuring unit |
| JP2013142630A (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-22 | Toshiba Corp | 電池寿命事前検知方法、電池システム、及び電池コントローラ |
| WO2014097490A1 (ja) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン二次電池モジュール及びその余寿命診断装置、並びにその診断方法 |
| JP2014157717A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Denso Corp | 電池システム |
| JP2015076983A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | Tdk株式会社 | 寿命判定機能を有する蓄電装置、及び組電池の寿命判定方法 |
| WO2015133068A1 (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | バッテリの種別判定装置及びバッテリの種別判定方法 |
| JP2015222195A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 中古二次電池の再構成品適用判定方法及び組電池再構成品の再構成方法 |
| WO2017150195A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | ソニー株式会社 | 電池パックおよび充放電制御方法 |
| CN108604715A (zh) * | 2016-03-01 | 2018-09-28 | 株式会社村田制作所 | 电池组件和充放电控制方法 |
| JPWO2017150195A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2018-10-04 | 株式会社村田製作所 | 電池パックおよび充放電制御方法 |
| US11038213B2 (en) | 2016-03-01 | 2021-06-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Battery pack and control method |
| KR101835375B1 (ko) | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 조선대학교산학협력단 | 배터리 집단군 건강상태 추정 장치 및 그 방법 |
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| Publication number | Publication date |
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