JP2003059469A - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
組電池の異常検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】通信負荷および演算負荷を大きくすることな
く、組電池の劣化係数を正確に演算してセルの異常を検
出する 【解決手段】複数のセルから構成されるモジュールM1〜
M12を管理するセルコントローラCC1〜CC12は、管理する
セルC1〜C96の劣化進行度合いを示す劣化係数を算出
し、最も劣化が進行しているセルの劣化係数を検出す
る。セルコントローラCC1は、検出した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。セルコントローラCC2〜CC
11は、自己が検出した劣化係数と前段のセルコントロー
ラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値が小さ
い方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信する。
セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値が小さ
い方の劣化係数をバッテリコントローラ３に送信する。
バッテリコントローラ３は、送信されてきた劣化係数に
基づいてセルの異常を判定する。
く、組電池の劣化係数を正確に演算してセルの異常を検
出する 【解決手段】複数のセルから構成されるモジュールM1〜
M12を管理するセルコントローラCC1〜CC12は、管理する
セルC1〜C96の劣化進行度合いを示す劣化係数を算出
し、最も劣化が進行しているセルの劣化係数を検出す
る。セルコントローラCC1は、検出した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。セルコントローラCC2〜CC
11は、自己が検出した劣化係数と前段のセルコントロー
ラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値が小さ
い方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信する。
セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値が小さ
い方の劣化係数をバッテリコントローラ３に送信する。
バッテリコントローラ３は、送信されてきた劣化係数に
基づいてセルの異常を判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等に搭
載される組電池の劣化状態を演算して、セルの異常を検
出する装置に関する。
載される組電池の劣化状態を演算して、セルの異常を検
出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気自動車等に搭載される組電池
の劣化状態を演算する方法として、組電池の総電圧を検
出し、検出した総電圧と組電池に流れる充放電電流とに
基づいて全セルの平均劣化係数を演算するものがある。
この方法では、組電池の総電圧と充放電電流とを複数サ
ンプリングして回帰演算を行うことにより、全セルの平
均劣化係数を演算していた。
の劣化状態を演算する方法として、組電池の総電圧を検
出し、検出した総電圧と組電池に流れる充放電電流とに
基づいて全セルの平均劣化係数を演算するものがある。
この方法では、組電池の総電圧と充放電電流とを複数サ
ンプリングして回帰演算を行うことにより、全セルの平
均劣化係数を演算していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は組電池を構成する複数のセルのうち、一部のセルの劣
化進行度が大きく、他の大部分のセルはほとんど劣化し
ていない。すなわち、劣化特性にバラツキが生じること
が多いので、従来のように平均化された劣化係数を用い
て電池ＳＯＣ（充電率：State of Charge）を演算した
場合、演算された電池ＳＯＣと実際の電池ＳＯＣとの間
に誤差が生じてしまっていた。
は組電池を構成する複数のセルのうち、一部のセルの劣
化進行度が大きく、他の大部分のセルはほとんど劣化し
ていない。すなわち、劣化特性にバラツキが生じること
が多いので、従来のように平均化された劣化係数を用い
て電池ＳＯＣ（充電率：State of Charge）を演算した
場合、演算された電池ＳＯＣと実際の電池ＳＯＣとの間
に誤差が生じてしまっていた。
【０００４】この誤差を防ぐために、各セル電圧を検出
して、検出した各セル電圧と充放電電流とを用いて、劣
化係数を演算する方法が考えられる。しかし、この方法
では、検出した全てのセル電圧を含むデータをやり取り
する必要があるので、データ量が増加してデータの送受
信や演算のための負荷が大きくなり、演算装置の処理速
度が遅延するという欠点がある。この欠点を解決するた
めに、高性能の演算装置を用いることも考えられるが、
コストが高くなる。
して、検出した各セル電圧と充放電電流とを用いて、劣
化係数を演算する方法が考えられる。しかし、この方法
では、検出した全てのセル電圧を含むデータをやり取り
する必要があるので、データ量が増加してデータの送受
信や演算のための負荷が大きくなり、演算装置の処理速
度が遅延するという欠点がある。この欠点を解決するた
めに、高性能の演算装置を用いることも考えられるが、
コストが高くなる。
【０００５】本発明の目的は、通信負荷や演算負荷を大
きくすることなく、組電池の劣化状態を正確に演算して
セルの異常を検出する組電池の異常検出装置を提供する
ことにある。
きくすることなく、組電池の劣化状態を正確に演算して
セルの異常を検出する組電池の異常検出装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、複数のセルC1〜C96から構成
されるモジュールM1〜M12を直列に複数個接続して構成
される組電池１の異常を検出する装置であって、モジュ
ールM1〜M12をそれぞれ別個に制御する、直列接続され
た複数のセルコントローラCC1〜CC12と、複数のセルコ
ントローラCC1〜CC12を制御するとともに、セルC1〜C96
の異常を検出するバッテリコントローラ３とを有する組
電池の異常検出装置において、複数のセルコントローラ
CC1〜CC12のうち最上段のセルコントローラCC1は、対応
するモジュールM1内の複数のセルC1〜C8の劣化状態をそ
れぞれ検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進
行しているセルC1〜C8の劣化状態を次段のセルコントロ
ーラCC2に出力し、最上段のセルコントローラCC1に後続
するセルコントローラCC2〜CC12は、対応するモジュー
ルM2〜M12内の複数のセルC9〜C96の劣化状態をそれぞれ
検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進行して
いるセルC9〜C96の劣化状態と、前段のセルコントロー
ラCC1〜CC11から入力される劣化状態とを比較し、劣化
が進んでいる劣化状態を次段のセルコントローラCC3〜C
C12に出力し、バッテリコントローラ３は、最下段のセ
ルコントローラCC12から入力される、劣化が最も進んで
いる劣化状態に基づいてセルC1〜C96の異常を検出する
ことにより、上記目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１の組電池の異常検出
装置において、バッテリコントローラ３は、最下段のセ
ルコントローラから入力される劣化状態が所定の劣化状
態より進んでいると判断した場合に、入力される劣化状
態を検出したセルC1〜C96に異常が発生したと判定する
ことを特徴とする。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２の組電池の
異常検出装置において、組電池１に流れる充放電電流を
検出する電流検出装置２０と、複数のセルの電圧を検出
する電圧検出装置CC1〜CC12とをさらに備え、セルコン
トローラCC1〜CC12は、電流検出装置２０により検出し
た充放電電流と、電圧検出装置CC1〜CC12により検出し
たセル電圧とに基づいて、劣化状態を検出することを特
徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項３の組電池の異常検出
装置において、劣化状態を検出する際に用いられる充放
電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたものであるこ
とを特徴とする。
を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、複数のセルC1〜C96から構成
されるモジュールM1〜M12を直列に複数個接続して構成
される組電池１の異常を検出する装置であって、モジュ
ールM1〜M12をそれぞれ別個に制御する、直列接続され
た複数のセルコントローラCC1〜CC12と、複数のセルコ
ントローラCC1〜CC12を制御するとともに、セルC1〜C96
の異常を検出するバッテリコントローラ３とを有する組
電池の異常検出装置において、複数のセルコントローラ
CC1〜CC12のうち最上段のセルコントローラCC1は、対応
するモジュールM1内の複数のセルC1〜C8の劣化状態をそ
れぞれ検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進
行しているセルC1〜C8の劣化状態を次段のセルコントロ
ーラCC2に出力し、最上段のセルコントローラCC1に後続
するセルコントローラCC2〜CC12は、対応するモジュー
ルM2〜M12内の複数のセルC9〜C96の劣化状態をそれぞれ
検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進行して
いるセルC9〜C96の劣化状態と、前段のセルコントロー
ラCC1〜CC11から入力される劣化状態とを比較し、劣化
が進んでいる劣化状態を次段のセルコントローラCC3〜C
C12に出力し、バッテリコントローラ３は、最下段のセ
ルコントローラCC12から入力される、劣化が最も進んで
いる劣化状態に基づいてセルC1〜C96の異常を検出する
ことにより、上記目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１の組電池の異常検出
装置において、バッテリコントローラ３は、最下段のセ
ルコントローラから入力される劣化状態が所定の劣化状
態より進んでいると判断した場合に、入力される劣化状
態を検出したセルC1〜C96に異常が発生したと判定する
ことを特徴とする。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２の組電池の
異常検出装置において、組電池１に流れる充放電電流を
検出する電流検出装置２０と、複数のセルの電圧を検出
する電圧検出装置CC1〜CC12とをさらに備え、セルコン
トローラCC1〜CC12は、電流検出装置２０により検出し
た充放電電流と、電圧検出装置CC1〜CC12により検出し
たセル電圧とに基づいて、劣化状態を検出することを特
徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項３の組電池の異常検出
装置において、劣化状態を検出する際に用いられる充放
電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたものであるこ
とを特徴とする。
【０００７】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態
に限定されるものではない。
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態
に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
る。 （１）請求項１〜４の発明は、モジュールごとに設けら
れているセルコントローラのうち最上段のセルコントロ
ーラは、モジュール内のセルの劣化状態を演算し、最も
劣化が進行しているセルの劣化状態を検出して次段のセ
ルコントローラに出力する。最上段のセルコントローラ
に後続する複数のセルコントローラのそれぞれも、対応
するモジュール内の複数のセルのうち最も劣化が進行し
ているセルの劣化状態を検出して、前段のセルコントロ
ーラから入力される劣化状態と比較し、劣化が進んでい
る劣化状態を次段のセルコントローラに出力する。よっ
て、最下段のセルコントローラからバッテリコントロー
ラに入力される劣化状態は、全セルのうち、最も劣化が
進行しているセルの劣化状態であり、バッテリコントロ
ーラはこの劣化状態に基づいて異常セルを検出する。従
って、セルコントローラ間またはセルコントローラとバ
ッテリコントローラとの間で入出力されるデータ量を少
なくすることができ、通信負荷や演算負荷を大きくする
ことなく、組電池の劣化状態を正確に検出して、セルの
異常を検出することができる。 （２）請求項２の発明は、バッテリコントローラに入力
される劣化状態と所定の劣化状態とを比較してセルの異
常を判定するので、請求項１の発明の効果に加えて、異
常が発生したセルを特定することができる。 （３）請求項３の発明は、組電池に流れる充放電電流
と、セル電圧とに基づいて劣化状態を演算するので、セ
ルの劣化状態を正確に検出することができる。 （４）請求項４の発明は、劣化状態を演算する際に用い
られる充放電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたも
のであるので、さらに正確にセルの劣化状態を演算する
ことができる。
る。 （１）請求項１〜４の発明は、モジュールごとに設けら
れているセルコントローラのうち最上段のセルコントロ
ーラは、モジュール内のセルの劣化状態を演算し、最も
劣化が進行しているセルの劣化状態を検出して次段のセ
ルコントローラに出力する。最上段のセルコントローラ
に後続する複数のセルコントローラのそれぞれも、対応
するモジュール内の複数のセルのうち最も劣化が進行し
ているセルの劣化状態を検出して、前段のセルコントロ
ーラから入力される劣化状態と比較し、劣化が進んでい
る劣化状態を次段のセルコントローラに出力する。よっ
て、最下段のセルコントローラからバッテリコントロー
ラに入力される劣化状態は、全セルのうち、最も劣化が
進行しているセルの劣化状態であり、バッテリコントロ
ーラはこの劣化状態に基づいて異常セルを検出する。従
って、セルコントローラ間またはセルコントローラとバ
ッテリコントローラとの間で入出力されるデータ量を少
なくすることができ、通信負荷や演算負荷を大きくする
ことなく、組電池の劣化状態を正確に検出して、セルの
異常を検出することができる。 （２）請求項２の発明は、バッテリコントローラに入力
される劣化状態と所定の劣化状態とを比較してセルの異
常を判定するので、請求項１の発明の効果に加えて、異
常が発生したセルを特定することができる。 （３）請求項３の発明は、組電池に流れる充放電電流
と、セル電圧とに基づいて劣化状態を演算するので、セ
ルの劣化状態を正確に検出することができる。 （４）請求項４の発明は、劣化状態を演算する際に用い
られる充放電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたも
のであるので、さらに正確にセルの劣化状態を演算する
ことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明による組電池の異常
検出装置を電気自動車に適用した一実施の形態の構成を
示す図である。この電気自動車は、組電池１の直流電力
をインバータ２で交流電力に変換し、走行駆動源である
三相同期モータ６へ交流電力を供給する。供給された交
流電力により三相同期モータ６が回転駆動することによ
り、減速機７を介して左右の駆動輪８ａ、８ｂが回転し
て電気自動車が駆動することができる。
検出装置を電気自動車に適用した一実施の形態の構成を
示す図である。この電気自動車は、組電池１の直流電力
をインバータ２で交流電力に変換し、走行駆動源である
三相同期モータ６へ交流電力を供給する。供給された交
流電力により三相同期モータ６が回転駆動することによ
り、減速機７を介して左右の駆動輪８ａ、８ｂが回転し
て電気自動車が駆動することができる。
【００１０】組電池１は、例えば９６個のセルC1〜C96
が直列に接続されたものであり、セルC1〜C96は８個ず
つまとめられてモジュールM1，…，M12を構成してい
る。なお、組電池および各モジュールを構成するセルの
個数は上述の個数に限定されるものではない。各モジュ
ールM1，…，M12に設けられたセルコントローラCC1，CC
2，…，CC12はモジュール単位にセルを管理するもので
あり、それぞれ補助バッテリ９から電力が供給される。
が直列に接続されたものであり、セルC1〜C96は８個ず
つまとめられてモジュールM1，…，M12を構成してい
る。なお、組電池および各モジュールを構成するセルの
個数は上述の個数に限定されるものではない。各モジュ
ールM1，…，M12に設けられたセルコントローラCC1，CC
2，…，CC12はモジュール単位にセルを管理するもので
あり、それぞれ補助バッテリ９から電力が供給される。
【００１１】セルコントローラCC1〜CC12は、接続され
る各セルの電圧を検出するとともに、後述するバッテリ
コントローラ（Ｂ／Ｃ）３からの信号に基づいて、接続
されている各セルC1〜C96をそれぞれ図示しない容量調
整回路によって放電させることで、容量調整するための
信号を出力する。セルコントローラCC1〜CC12は、バッ
テリーコントローラ３からの起動信号がオンされること
により起動し、起動信号がオフしたらセルコントローラ
CC1〜CC12もオフとなる。また、各セルコントローラCC1
〜CC12は、タイマを有している。
る各セルの電圧を検出するとともに、後述するバッテリ
コントローラ（Ｂ／Ｃ）３からの信号に基づいて、接続
されている各セルC1〜C96をそれぞれ図示しない容量調
整回路によって放電させることで、容量調整するための
信号を出力する。セルコントローラCC1〜CC12は、バッ
テリーコントローラ３からの起動信号がオンされること
により起動し、起動信号がオフしたらセルコントローラ
CC1〜CC12もオフとなる。また、各セルコントローラCC1
〜CC12は、タイマを有している。
【００１２】バッテリーコントローラ３は、不図示のＣ
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，送信端子，受信端子を備えてい
る。バッテリーコントローラ３とセルコントローラCC1
〜 CC12とは通信線で接続されており、バッテリーコン
トローラ３は、シリアル通信により各セルコントローラ
CC1〜CC12を制御するとともに、各セルコントローラCC1
〜CC12からのデータを受信する。これにより、バッテリ
ーコントローラ３は、各セルコントローラCC1〜CC12を
制御して組電池１全体を管理する。なお、バッテリコン
トローラ３は補助バッテリ９を電源としている。
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，送信端子，受信端子を備えてい
る。バッテリーコントローラ３とセルコントローラCC1
〜 CC12とは通信線で接続されており、バッテリーコン
トローラ３は、シリアル通信により各セルコントローラ
CC1〜CC12を制御するとともに、各セルコントローラCC1
〜CC12からのデータを受信する。これにより、バッテリ
ーコントローラ３は、各セルコントローラCC1〜CC12を
制御して組電池１全体を管理する。なお、バッテリコン
トローラ３は補助バッテリ９を電源としている。
【００１３】なお、本実施の形態では、図１に示すよう
に、バッテリコントローラ３とセルコントローラCC1〜C
C12との通信は、直列伝送方式により行われている。こ
れは、通信ライン数を最小にして複数のセルC1〜C96の
最新のデータを取得するためである。また、各セルコン
トローラCC1〜CC12からバッテリーコントローラ３へと
送信されるセル電圧情報は、各セルC1〜C96の個々のセ
ル電圧ではなく、モジュール内のセル電圧の総和（以
下、モジュール電圧と呼ぶ）としている。これにより、
各セル電圧を送信する場合に比べて通信速度が早くな
り、通信中にセル電圧の変動が生じた場合にも、最新の
データを送信することができる。
に、バッテリコントローラ３とセルコントローラCC1〜C
C12との通信は、直列伝送方式により行われている。こ
れは、通信ライン数を最小にして複数のセルC1〜C96の
最新のデータを取得するためである。また、各セルコン
トローラCC1〜CC12からバッテリーコントローラ３へと
送信されるセル電圧情報は、各セルC1〜C96の個々のセ
ル電圧ではなく、モジュール内のセル電圧の総和（以
下、モジュール電圧と呼ぶ）としている。これにより、
各セル電圧を送信する場合に比べて通信速度が早くな
り、通信中にセル電圧の変動が生じた場合にも、最新の
データを送信することができる。
【００１４】トルクプロセッシング・コントローラ（Ｔ
ＰＣ）４は、不図示のＣＰＵやメモリなどから構成さ
れ、アクセルペダル１０の踏み込み量（アクセル開度）
や、車速情報などに基づいて三相同期モータ６のトルク
指令値を演算する。演算したトルク指令値は、モータコ
ントローラ５に送信する。モータコントローラ５は、Ｔ
ＰＣ４から送られてきたトルク指令値や、三相同期モー
タ６の回転位置情報、ブレーキ情報などに基づいて、イ
ンバータ２から三相同期モータ６へ供給するための電流
指令値を演算する。演算した電流指令値は、インバータ
２に送信する。また、モータコントローラ５は、時間を
計測するためのタイマを有している。
ＰＣ）４は、不図示のＣＰＵやメモリなどから構成さ
れ、アクセルペダル１０の踏み込み量（アクセル開度）
や、車速情報などに基づいて三相同期モータ６のトルク
指令値を演算する。演算したトルク指令値は、モータコ
ントローラ５に送信する。モータコントローラ５は、Ｔ
ＰＣ４から送られてきたトルク指令値や、三相同期モー
タ６の回転位置情報、ブレーキ情報などに基づいて、イ
ンバータ２から三相同期モータ６へ供給するための電流
指令値を演算する。演算した電流指令値は、インバータ
２に送信する。また、モータコントローラ５は、時間を
計測するためのタイマを有している。
【００１５】電流センサ２０は、組電池１に流れる充放
電電流を検出する。すなわち、組電池１を充電・放電す
る際に流れる電流を検出する。検出した電流値は、バッ
テリコントローラ３に出力する。電圧センサ３０は、組
電池１の総電圧を検出して、バッテリコントローラ３に
出力する。トルクプロセッシングコントローラ４と接続
されているモニタ４０は、劣化が進行して異常と判定さ
れたセルがある場合に、その旨を表示する。
電電流を検出する。すなわち、組電池１を充電・放電す
る際に流れる電流を検出する。検出した電流値は、バッ
テリコントローラ３に出力する。電圧センサ３０は、組
電池１の総電圧を検出して、バッテリコントローラ３に
出力する。トルクプロセッシングコントローラ４と接続
されているモニタ４０は、劣化が進行して異常と判定さ
れたセルがある場合に、その旨を表示する。
【００１６】図２（ａ），（ｂ）は、バッテリコントロ
ーラ３とセルコントローラCC1〜CC12でそれぞれ行われ
る制御手順を示すフローチャートである。初めに、バッ
テリコントローラ３で行われる制御手順について説明す
る。図２（ａ）に示す処理は、不図示のイグニッション
スイッチがオンされることにより始まり、以後、所定の
時間間隔にて行われる。ステップＳ１０では、不図示の
イグニッションスイッチがオンされたか否かを判定す
る。オンされていると判定するとステップＳ２０に進
み、オンされていないと判定すると、オンされるまでス
テップＳ１０で待機する。
ーラ３とセルコントローラCC1〜CC12でそれぞれ行われ
る制御手順を示すフローチャートである。初めに、バッ
テリコントローラ３で行われる制御手順について説明す
る。図２（ａ）に示す処理は、不図示のイグニッション
スイッチがオンされることにより始まり、以後、所定の
時間間隔にて行われる。ステップＳ１０では、不図示の
イグニッションスイッチがオンされたか否かを判定す
る。オンされていると判定するとステップＳ２０に進
み、オンされていないと判定すると、オンされるまでス
テップＳ１０で待機する。
【００１７】ステップＳ２０では、時間計測のためのタ
イマをスタートさせてステップＳ３０に進む。ステップ
Ｓ３０では、電流センサ２０により、組電池１に流れる
充放電電流を検出する。検出した充放電電流は、タイマ
により計測した時間とともに記憶する。次のステップＳ
４０では、ステップＳ３０で検出した充放電電流が所定
電流範囲内であるか否かを判定する。組電池１にリチウ
ムイオン電池を用いた場合、充電電流が大きい領域、も
しくは放電電流が大きい領域の電流に基づいて電池の劣
化係数を演算すると、演算誤差が大きくなる。このた
め、ステップＳ４０では、検出した充放電電流が所定電
流の範囲内であるか否かを判定し、所定の範囲内である
と判定した場合の電流値を用いて、後述する手順により
劣化係数を演算するようにしている。
イマをスタートさせてステップＳ３０に進む。ステップ
Ｓ３０では、電流センサ２０により、組電池１に流れる
充放電電流を検出する。検出した充放電電流は、タイマ
により計測した時間とともに記憶する。次のステップＳ
４０では、ステップＳ３０で検出した充放電電流が所定
電流範囲内であるか否かを判定する。組電池１にリチウ
ムイオン電池を用いた場合、充電電流が大きい領域、も
しくは放電電流が大きい領域の電流に基づいて電池の劣
化係数を演算すると、演算誤差が大きくなる。このた
め、ステップＳ４０では、検出した充放電電流が所定電
流の範囲内であるか否かを判定し、所定の範囲内である
と判定した場合の電流値を用いて、後述する手順により
劣化係数を演算するようにしている。
【００１８】ステップＳ４０で、検出した電流が所定の
範囲内であると判定するとステップＳ５０に進み、所定
の範囲内ではないと判定するとステップＳ３０に戻る。
ステップＳ５０では、検出した電流値とタイマ計測時間
とを１セットとして、セルコントローラCC1〜CC12に送
信する。尚、この電流値とタイマ計測時間のデータは、
シリアル通信にて全てのセルコントローラCC1〜CC12に
同時に送信する。データを送信するとステップＳ６０に
進む。ステップＳ６０では、データのサンプル数ｎを１
つ増加してステップＳ７０に進む。尚、図２（ａ）の処
理の開始時には、サンプル数ｎの初期値として１が設定
されている。ステップＳ７０では、データのサンプル数
ｎが所定の数ｎｐ以上になったか否かを判定する。劣化
係数を演算する際に、後述する回帰演算を行うので、所
定の数以上のサンプル数が必要となる。所定の数ｎｐ以
上でないと判定するとステップＳ３０に戻り、ステップ
Ｓ７０までの処理を再度行う。所定の数ｎｐ以上である
と判定すると本制御を終了する。
範囲内であると判定するとステップＳ５０に進み、所定
の範囲内ではないと判定するとステップＳ３０に戻る。
ステップＳ５０では、検出した電流値とタイマ計測時間
とを１セットとして、セルコントローラCC1〜CC12に送
信する。尚、この電流値とタイマ計測時間のデータは、
シリアル通信にて全てのセルコントローラCC1〜CC12に
同時に送信する。データを送信するとステップＳ６０に
進む。ステップＳ６０では、データのサンプル数ｎを１
つ増加してステップＳ７０に進む。尚、図２（ａ）の処
理の開始時には、サンプル数ｎの初期値として１が設定
されている。ステップＳ７０では、データのサンプル数
ｎが所定の数ｎｐ以上になったか否かを判定する。劣化
係数を演算する際に、後述する回帰演算を行うので、所
定の数以上のサンプル数が必要となる。所定の数ｎｐ以
上でないと判定するとステップＳ３０に戻り、ステップ
Ｓ７０までの処理を再度行う。所定の数ｎｐ以上である
と判定すると本制御を終了する。
【００１９】次にセルコントローラCC1〜CC12で行われ
る制御手順について説明する。以下で説明する制御は、
全てのセルコントローラCC1〜CC12で行われる。図２
（ｂ）に示す処理は、不図示のイグニッションスイッチ
がオンされることにより始まり、以後、所定の時間間隔
にて行われる。この所定の時間間隔は、上述したバッテ
リコントローラ３で行われる制御フローの所定の時間間
隔と同一である。すなわち、図２（ａ）に示す処理と図
２（ｂ）に示す処理とを同期を取って同時にスタートさ
せる。ステップＳ１００では、不図示のイグニッション
スイッチがオンされたか否かを判定する。オンされてい
ると判定するとステップＳ１１０に進み、オンされてい
ないと判定すると、オンされるまでステップＳ１００で
待機する。
る制御手順について説明する。以下で説明する制御は、
全てのセルコントローラCC1〜CC12で行われる。図２
（ｂ）に示す処理は、不図示のイグニッションスイッチ
がオンされることにより始まり、以後、所定の時間間隔
にて行われる。この所定の時間間隔は、上述したバッテ
リコントローラ３で行われる制御フローの所定の時間間
隔と同一である。すなわち、図２（ａ）に示す処理と図
２（ｂ）に示す処理とを同期を取って同時にスタートさ
せる。ステップＳ１００では、不図示のイグニッション
スイッチがオンされたか否かを判定する。オンされてい
ると判定するとステップＳ１１０に進み、オンされてい
ないと判定すると、オンされるまでステップＳ１００で
待機する。
【００２０】ステップＳ１１０では、時間計測のための
タイマをスタートさせてステップＳ１２０に進む。ステ
ップＳ１２０では、各セルC1〜C96の電圧を検出する。
セル電圧の検出は、各セルコントローラCC1〜CC12が管
理しているセルの電圧を検出する。例えば、セルコント
ローラCC1は、セルC1〜C8の電圧を検出する。全てのセ
ル電圧を検出すると、ステップＳ１３０に進む。ステッ
プＳ１３０では、ステップＳ１２０で検出した各セルの
電圧を、ステップＳ１１０でスタートさせたタイマによ
り計測した時間とともに記憶する。
タイマをスタートさせてステップＳ１２０に進む。ステ
ップＳ１２０では、各セルC1〜C96の電圧を検出する。
セル電圧の検出は、各セルコントローラCC1〜CC12が管
理しているセルの電圧を検出する。例えば、セルコント
ローラCC1は、セルC1〜C8の電圧を検出する。全てのセ
ル電圧を検出すると、ステップＳ１３０に進む。ステッ
プＳ１３０では、ステップＳ１２０で検出した各セルの
電圧を、ステップＳ１１０でスタートさせたタイマによ
り計測した時間とともに記憶する。
【００２１】ステップＳ１４０では、バッテリコントロ
ーラ３から充放電電流とタイマ計測時間の１セットのデ
ータが送信されてきたか否かを判定する。すなわち、上
述したバッテリコントローラ３により行われる処理手順
のステップＳ５０で送信したデータが、セルコントロー
ラCC1〜CC12に送信されてきたか否かを判定する。送信
されていないと判定すると、ステップＳ１２０に戻って
再びセル電圧を検出し、次のステップＳ１３０で検出し
たセル電圧を記憶する。ここで記憶するセル電圧は、前
回記憶したセル電圧の値を更新するものではなく、新た
に記憶するものである。従って、ステップＳ１４０の判
定で、バッテリコントローラ３からのデータが送信され
ていないと判定し続けると、記憶するセル電圧の数が増
え続けるが、記憶するセル電圧の数に制限を設け、制限
数を超えると古いセル電圧データを消去して、順次更新
していくようにする。
ーラ３から充放電電流とタイマ計測時間の１セットのデ
ータが送信されてきたか否かを判定する。すなわち、上
述したバッテリコントローラ３により行われる処理手順
のステップＳ５０で送信したデータが、セルコントロー
ラCC1〜CC12に送信されてきたか否かを判定する。送信
されていないと判定すると、ステップＳ１２０に戻って
再びセル電圧を検出し、次のステップＳ１３０で検出し
たセル電圧を記憶する。ここで記憶するセル電圧は、前
回記憶したセル電圧の値を更新するものではなく、新た
に記憶するものである。従って、ステップＳ１４０の判
定で、バッテリコントローラ３からのデータが送信され
ていないと判定し続けると、記憶するセル電圧の数が増
え続けるが、記憶するセル電圧の数に制限を設け、制限
数を超えると古いセル電圧データを消去して、順次更新
していくようにする。
【００２２】ステップＳ１４０で、データが送信されて
きたと判定するとステップＳ１５０に進む。ステップＳ
１５０では、バッテリコントローラ３から送信されてき
たデータのうち、タイマ値（タイマ計測時間）に対応す
る各セル電圧を読み出す。すなわち、ステップＳ１３０
で記憶したタイマ計測時間のうち、バッテリコントロー
ラ３から送信されてきたタイマ計測時間と一致もしくは
最も近いタイマ計測時間を抽出する。上述したように、
セル電圧とタイマ計測時間とは１セットで記憶されてい
るので、抽出したタイマ計測時間に対応するセル電圧を
読み出す。セル電圧を読み出すとステップＳ１６０に進
む。
きたと判定するとステップＳ１５０に進む。ステップＳ
１５０では、バッテリコントローラ３から送信されてき
たデータのうち、タイマ値（タイマ計測時間）に対応す
る各セル電圧を読み出す。すなわち、ステップＳ１３０
で記憶したタイマ計測時間のうち、バッテリコントロー
ラ３から送信されてきたタイマ計測時間と一致もしくは
最も近いタイマ計測時間を抽出する。上述したように、
セル電圧とタイマ計測時間とは１セットで記憶されてい
るので、抽出したタイマ計測時間に対応するセル電圧を
読み出す。セル電圧を読み出すとステップＳ１６０に進
む。
【００２３】ステップＳ１６０では、データのサンプル
数ｎを１つ増加してステップＳ１７０に進む。尚、図２
（ｂ）の処理の開始時には、サンプル数ｎの初期値とし
て１が設定されている。ステップＳ１７０では、データ
のサンプル数ｎが所定の数ｎｐ以上になったか否かを判
定する。所定の数ｎｐ以上でないと判定するとステップ
Ｓ１２０に戻り、ステップＳ１７０までの処理を再度行
う。所定の数ｎｐ以上であると判定するとステップＳ１
８０に進む。ステップＳ１８０では、内部抵抗劣化係数
γと容量劣化係数βの２つの劣化係数を演算する。
数ｎを１つ増加してステップＳ１７０に進む。尚、図２
（ｂ）の処理の開始時には、サンプル数ｎの初期値とし
て１が設定されている。ステップＳ１７０では、データ
のサンプル数ｎが所定の数ｎｐ以上になったか否かを判
定する。所定の数ｎｐ以上でないと判定するとステップ
Ｓ１２０に戻り、ステップＳ１７０までの処理を再度行
う。所定の数ｎｐ以上であると判定するとステップＳ１
８０に進む。ステップＳ１８０では、内部抵抗劣化係数
γと容量劣化係数βの２つの劣化係数を演算する。
【００２４】初めに、内部抵抗劣化係数γの算出方法に
ついて説明する。図３は、放電電流と放電電圧との関係
を示す図である。図３において、ａ1〜ａ4およびｂ1〜
ｂ4は、放電中に放電電流Ｉおよび放電電圧Ｖを複数回
測定してそのデータ（Ｉ，Ｖ）をプロットしたものであ
る。データａ1〜ａ4は電池が新品のときの測定データで
あり、データｂ1〜ｂ4は電池を長期間使用して劣化が生
じたときの測定データである。また、ｆ0，ｆ1は各々の
データ（ａ1〜ａ4），（ｂ1〜ｂ4）から一次回帰演算に
より得られる放電ＩＶ特性直線である。これらのＩＶ特
性直線の傾きは電池の内部抵抗Ｒを表しており、ＩＶ特
性直線と放電電圧Ｖを表す縦軸との交点は電池の推定開
放電圧Ｅを表している。従って、ＩＶ特性直線は次式
（１）で表すことができる。 Ｖ＝Ｅ−ＩＲ …（１）
ついて説明する。図３は、放電電流と放電電圧との関係
を示す図である。図３において、ａ1〜ａ4およびｂ1〜
ｂ4は、放電中に放電電流Ｉおよび放電電圧Ｖを複数回
測定してそのデータ（Ｉ，Ｖ）をプロットしたものであ
る。データａ1〜ａ4は電池が新品のときの測定データで
あり、データｂ1〜ｂ4は電池を長期間使用して劣化が生
じたときの測定データである。また、ｆ0，ｆ1は各々の
データ（ａ1〜ａ4），（ｂ1〜ｂ4）から一次回帰演算に
より得られる放電ＩＶ特性直線である。これらのＩＶ特
性直線の傾きは電池の内部抵抗Ｒを表しており、ＩＶ特
性直線と放電電圧Ｖを表す縦軸との交点は電池の推定開
放電圧Ｅを表している。従って、ＩＶ特性直線は次式
（１）で表すことができる。 Ｖ＝Ｅ−ＩＲ …（１）
【００２５】ここで、特性直線ｆ0は電池が新品のとき
のデータに基づいて得ることができ、予め求めておく。
特性直線ｆ1は、バッテリコントローラ３で行われる処
理のステップＳ３０で検出する電流と、セルコントロー
ラCC1〜CC12で行われる処理のステップＳ１５０で読み
出される電圧とに基づいて求める。特性直線ｆ0からは
電池の初期内部抵抗Ｒ０（電池が新品の時の内部抵抗）
が得られ、特性直線ｆ1からは劣化時内部抵抗Ｒ1が得ら
れる。内部抵抗劣化係数γは、初期内部抵抗Ｒ０と劣化
時内部抵抗Ｒ１とを用いて、次式（２）により算出され
る。 γ＝Ｒ0／Ｒ1 …（２）
のデータに基づいて得ることができ、予め求めておく。
特性直線ｆ1は、バッテリコントローラ３で行われる処
理のステップＳ３０で検出する電流と、セルコントロー
ラCC1〜CC12で行われる処理のステップＳ１５０で読み
出される電圧とに基づいて求める。特性直線ｆ0からは
電池の初期内部抵抗Ｒ０（電池が新品の時の内部抵抗）
が得られ、特性直線ｆ1からは劣化時内部抵抗Ｒ1が得ら
れる。内部抵抗劣化係数γは、初期内部抵抗Ｒ０と劣化
時内部抵抗Ｒ１とを用いて、次式（２）により算出され
る。 γ＝Ｒ0／Ｒ1 …（２）
【００２６】次に、容量劣化補正係数βの算出方法につ
いて説明する。図４（ａ）は種々の放電深度ＤＯＤにお
ける電池の放電ＩＶ特性を示した図である。直線ｆ10は
放電電気量Ａｈ＝０のとき、すなわちＤＯＤがゼロ（満
充電時）の場合を表しており、直線ｆ11，ｆ12，ｆ13の
場合の放電電気量Ａｈは順にＡｈ1，Ａｈ2，Ａｈ3（た
だし、Ａｈ1＜Ａｈ2＜Ａｈ3）である。すなわち、放電
電気量Ａｈが０→Ａｈ1→Ａｈ2→Ａｈ3と大きくなるに
つれて特性直線はｆ10→ｆ11→ｆ12→ｆ13と変化し、各
々の推定開放電圧もＥ0→Ｅ1→Ｅ2→Ｅ3と変化する。な
お、開放電圧としては、充放電ＩＶ特性を用いて推定し
たり、無負荷時の電圧を測定して得られる実際の開放電
圧を用いても良い。組電池１にリチウムイオン電池やニ
ッケル水素電池を用いる場合には、充放電ＩＶ特性によ
る直線を用いて求める推定開放電圧の推定精度が高く、
推定開放電圧と実際の開放電圧との誤差は小さい。
いて説明する。図４（ａ）は種々の放電深度ＤＯＤにお
ける電池の放電ＩＶ特性を示した図である。直線ｆ10は
放電電気量Ａｈ＝０のとき、すなわちＤＯＤがゼロ（満
充電時）の場合を表しており、直線ｆ11，ｆ12，ｆ13の
場合の放電電気量Ａｈは順にＡｈ1，Ａｈ2，Ａｈ3（た
だし、Ａｈ1＜Ａｈ2＜Ａｈ3）である。すなわち、放電
電気量Ａｈが０→Ａｈ1→Ａｈ2→Ａｈ3と大きくなるに
つれて特性直線はｆ10→ｆ11→ｆ12→ｆ13と変化し、各
々の推定開放電圧もＥ0→Ｅ1→Ｅ2→Ｅ3と変化する。な
お、開放電圧としては、充放電ＩＶ特性を用いて推定し
たり、無負荷時の電圧を測定して得られる実際の開放電
圧を用いても良い。組電池１にリチウムイオン電池やニ
ッケル水素電池を用いる場合には、充放電ＩＶ特性によ
る直線を用いて求める推定開放電圧の推定精度が高く、
推定開放電圧と実際の開放電圧との誤差は小さい。
【００２７】バッテリコントローラ３で行われる処理の
ステップＳ３０で検出した電流と、セルコントローラCC
1〜CC12で行われる処理のステップＳ１５０で読み出さ
れた電圧とに基づいて、推定開放電圧Ｅ0〜Ｅjを求め、
放電電気量Ｃ（Ａｈ）に対する開放電圧Ｅ（Ｖ）の関係
を一次以上の回帰演算で算出する。図４（ｂ）はリチウ
ムイオン電池に関して算出された回帰曲線を示す図であ
る。リチウムイオン電池の場合には、一次回帰演算でも
電池特性を精度良く求めることができる。ｆ20は電池初
期時の、ｆ21は実際の（劣化時の）特性をそれぞれ示し
ており、一次回帰の場合にはこれらの特性は次式（３）
で表される。 Ｅ＝Ｖf−Ｃ・Ｋ …（３） ここで、Ｋは特性直線の傾き、Ｖfは特性直線の電圧切
片である。図４（ｂ）に示す特性直線ｆ20の場合には傾
きがＫ０，電圧切片がＶfであり、特性直線ｆ21の場合
には傾きがＫｄ，電圧切片がＶf’である。式（３）で
求めた回帰直線と予め定めた放電容量規定電圧Ｖeとの
交点の放電電気量、すなわち図４（ｂ）に示す電池容量
Ｃ0，Ｃdを求める。電池容量Ｃ0，Ｃdは、次式（４）で
表すことができる。 Ｃ0＝（Ｖf−Ｖe）／Ｋ0 Ｃd＝（Ｖf’−Ｖe）／Ｋd …（４） 容量劣化補正係数βは、式（４）を用いて算出した電池
容量Ｃ0，Ｃdを用いて、次式（５）により求められる。 β＝Ｃd／Ｃ0 …（５）
ステップＳ３０で検出した電流と、セルコントローラCC
1〜CC12で行われる処理のステップＳ１５０で読み出さ
れた電圧とに基づいて、推定開放電圧Ｅ0〜Ｅjを求め、
放電電気量Ｃ（Ａｈ）に対する開放電圧Ｅ（Ｖ）の関係
を一次以上の回帰演算で算出する。図４（ｂ）はリチウ
ムイオン電池に関して算出された回帰曲線を示す図であ
る。リチウムイオン電池の場合には、一次回帰演算でも
電池特性を精度良く求めることができる。ｆ20は電池初
期時の、ｆ21は実際の（劣化時の）特性をそれぞれ示し
ており、一次回帰の場合にはこれらの特性は次式（３）
で表される。 Ｅ＝Ｖf−Ｃ・Ｋ …（３） ここで、Ｋは特性直線の傾き、Ｖfは特性直線の電圧切
片である。図４（ｂ）に示す特性直線ｆ20の場合には傾
きがＫ０，電圧切片がＶfであり、特性直線ｆ21の場合
には傾きがＫｄ，電圧切片がＶf’である。式（３）で
求めた回帰直線と予め定めた放電容量規定電圧Ｖeとの
交点の放電電気量、すなわち図４（ｂ）に示す電池容量
Ｃ0，Ｃdを求める。電池容量Ｃ0，Ｃdは、次式（４）で
表すことができる。 Ｃ0＝（Ｖf−Ｖe）／Ｋ0 Ｃd＝（Ｖf’−Ｖe）／Ｋd …（４） 容量劣化補正係数βは、式（４）を用いて算出した電池
容量Ｃ0，Ｃdを用いて、次式（５）により求められる。 β＝Ｃd／Ｃ0 …（５）
【００２８】再び図２（ｂ）に示すフローチャートに戻
って説明を続ける。ステップＳ１８０では、上述した方
法により、各セルコントローラCC1〜CC12が管理するセ
ルの内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βの２つの
劣化係数を演算する。すなわち、１つのセルコントロー
ラは８つのセルを管理しているので、各セルコントロー
ラCC1〜CC12にて、内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正
係数βとをそれぞれ８つずつ求める。各セルコントロー
ラCC1〜CC12は、８つの内部抵抗劣化係数γのうち、最
も小さい、すなわち最も劣化が進行しているセルの内部
抵抗劣化係数γを選択するとともに、８つの容量劣化補
正係数βのうち、最も小さい容量劣化補正係数βを選択
する。ステップＳ１９０では、ステップＳ１８０で選択
した内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βを、その
劣化係数に対応するセルと共に記憶して、本制御を終了
する。
って説明を続ける。ステップＳ１８０では、上述した方
法により、各セルコントローラCC1〜CC12が管理するセ
ルの内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βの２つの
劣化係数を演算する。すなわち、１つのセルコントロー
ラは８つのセルを管理しているので、各セルコントロー
ラCC1〜CC12にて、内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正
係数βとをそれぞれ８つずつ求める。各セルコントロー
ラCC1〜CC12は、８つの内部抵抗劣化係数γのうち、最
も小さい、すなわち最も劣化が進行しているセルの内部
抵抗劣化係数γを選択するとともに、８つの容量劣化補
正係数βのうち、最も小さい容量劣化補正係数βを選択
する。ステップＳ１９０では、ステップＳ１８０で選択
した内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βを、その
劣化係数に対応するセルと共に記憶して、本制御を終了
する。
【００２９】上述したステップＳ１００〜Ｓ１９０まで
の処理は、全てのセルコントローラCC1〜CC12により行
われる。ステップＳ１９０で内部抵抗劣化係数γと容量
劣化補正係数βとを記憶すると、各セルコントローラCC
1〜CC12によって異なる処理が始まる。尚、以下では、
内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βとを区別する
必要がないので、まとめて劣化係数と呼ぶ。初めに、セ
ルコントローラCC1で行われる処理について図５のフロ
ーチャートを用いて説明する。
の処理は、全てのセルコントローラCC1〜CC12により行
われる。ステップＳ１９０で内部抵抗劣化係数γと容量
劣化補正係数βとを記憶すると、各セルコントローラCC
1〜CC12によって異なる処理が始まる。尚、以下では、
内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βとを区別する
必要がないので、まとめて劣化係数と呼ぶ。初めに、セ
ルコントローラCC1で行われる処理について図５のフロ
ーチャートを用いて説明する。
【００３０】ステップＳ３００では、図２に示すフロー
チャートのステップＳ１９０で記憶した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。次に、セルコントローラC
C2〜CC11にて行われる処理について図６に示すフローチ
ャートを用いて説明する。ステップＳ３１０では、上段
セルコントローラが送信した劣化係数を受信したか否か
を判定する。例えば、セルコントローラCC2が本処理を
行う場合、セルコントローラCC1が送信した劣化係数を
受信したか否かを判定し、セルコントローラCC11が本処
理を行う場合、セルコントローラCC10が送信した劣化係
数を受信したか否かを判定する。受信したと判定すると
ステップＳ３２０に進み、受信していないと判定すると
受信するまでステップＳ３１０で待機する。
チャートのステップＳ１９０で記憶した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。次に、セルコントローラC
C2〜CC11にて行われる処理について図６に示すフローチ
ャートを用いて説明する。ステップＳ３１０では、上段
セルコントローラが送信した劣化係数を受信したか否か
を判定する。例えば、セルコントローラCC2が本処理を
行う場合、セルコントローラCC1が送信した劣化係数を
受信したか否かを判定し、セルコントローラCC11が本処
理を行う場合、セルコントローラCC10が送信した劣化係
数を受信したか否かを判定する。受信したと判定すると
ステップＳ３２０に進み、受信していないと判定すると
受信するまでステップＳ３１０で待機する。
【００３１】ステップＳ３２０では、本処理を行ってい
るセルコントローラが記憶している劣化係数を読み出
す。劣化係数の読み出しを行うとステップＳ３３０に進
む。ステップＳ３３０では、前段セルコントローラから
送信されて、ステップＳ３１０で受信した劣化係数と、
ステップＳ３２０で読み出した劣化係数とを比較する。
前段セルコントローラから送信されてきた劣化係数が、
本セルコントローラで記憶していた劣化係数よりも小さ
い、すなわち、前段セルコントローラで管理しているセ
ルの方が、本セルコントローラで管理しているセルより
も劣化が進行していると判定するとステップＳ３４０に
進む。それ以外の場合は、ステップＳ３５０に進む。
るセルコントローラが記憶している劣化係数を読み出
す。劣化係数の読み出しを行うとステップＳ３３０に進
む。ステップＳ３３０では、前段セルコントローラから
送信されて、ステップＳ３１０で受信した劣化係数と、
ステップＳ３２０で読み出した劣化係数とを比較する。
前段セルコントローラから送信されてきた劣化係数が、
本セルコントローラで記憶していた劣化係数よりも小さ
い、すなわち、前段セルコントローラで管理しているセ
ルの方が、本セルコントローラで管理しているセルより
も劣化が進行していると判定するとステップＳ３４０に
進む。それ以外の場合は、ステップＳ３５０に進む。
【００３２】ステップＳ３４０では、前段セルコントロ
ーラから送信されてきた劣化係数を次段セルコントロー
ラに送信する。例えば、セルコントローラCC2が本処理
を行っている場合、劣化係数が小さいと判定されたセル
コントローラCC1の劣化係数をセルコントローラCC3に送
信する。一方、ステップＳ３５０では、ステップＳ３２
０で読み出した劣化係数を次段セルコントローラに送信
する。すなわち、ステップＳ３３０〜Ｓ３５０で行う処
理では、前段セルコントローラから送信されてきた劣化
係数と、本セルコントローラで読み出した劣化係数とを
比較して、値が小さい方の劣化係数、すなわち劣化が進
行しているセルの劣化係数を次段セルコントローラに送
信する。
ーラから送信されてきた劣化係数を次段セルコントロー
ラに送信する。例えば、セルコントローラCC2が本処理
を行っている場合、劣化係数が小さいと判定されたセル
コントローラCC1の劣化係数をセルコントローラCC3に送
信する。一方、ステップＳ３５０では、ステップＳ３２
０で読み出した劣化係数を次段セルコントローラに送信
する。すなわち、ステップＳ３３０〜Ｓ３５０で行う処
理では、前段セルコントローラから送信されてきた劣化
係数と、本セルコントローラで読み出した劣化係数とを
比較して、値が小さい方の劣化係数、すなわち劣化が進
行しているセルの劣化係数を次段セルコントローラに送
信する。
【００３３】続いて図７のフローチャートを用いて、セ
ルコントローラCC12で行われる処理について説明する。
ステップＳ３６０では、セルコントローラCC11が送信し
た劣化係数を受信したか否かを判定する。図６に示すフ
ローチャートのステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理
をセルコントローラCC2〜CC11が行うことにより、最も
小さい劣化係数がセルコントローラCC12に送信される。
受信したと判定するとステップＳ３７０に進み、受信し
ていないと判定すると受信するまでステップＳ３６０で
待機する。ステップＳ３７０では、セルコントローラCC
12で記憶している劣化係数を読み出す。
ルコントローラCC12で行われる処理について説明する。
ステップＳ３６０では、セルコントローラCC11が送信し
た劣化係数を受信したか否かを判定する。図６に示すフ
ローチャートのステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理
をセルコントローラCC2〜CC11が行うことにより、最も
小さい劣化係数がセルコントローラCC12に送信される。
受信したと判定するとステップＳ３７０に進み、受信し
ていないと判定すると受信するまでステップＳ３６０で
待機する。ステップＳ３７０では、セルコントローラCC
12で記憶している劣化係数を読み出す。
【００３４】ステップＳ３８０では、上段セルコントロ
ーラ、すなわちセルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数と、ステップＳ３７０で読み出した劣化係数
とを比較する。セルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数が、セルコントローラCC12で記憶していた劣
化係数よりも小さいと判定すると、ステップＳ３９０に
進む。それ以外の場合には、ステップＳ４００に進む。
ステップＳ３９０では、セルコントローラCC11から送信
されてきた劣化係数をバッテリコントローラ３に送信す
る。一方、ステップＳ４００では、ステップＳ３７０で
読み出した劣化係数をバッテリコントローラ３に送信す
る。
ーラ、すなわちセルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数と、ステップＳ３７０で読み出した劣化係数
とを比較する。セルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数が、セルコントローラCC12で記憶していた劣
化係数よりも小さいと判定すると、ステップＳ３９０に
進む。それ以外の場合には、ステップＳ４００に進む。
ステップＳ３９０では、セルコントローラCC11から送信
されてきた劣化係数をバッテリコントローラ３に送信す
る。一方、ステップＳ４００では、ステップＳ３７０で
読み出した劣化係数をバッテリコントローラ３に送信す
る。
【００３５】図８は、バッテリコントローラ３で行われ
る制御手順を説明するためのフローチャートである。図
８の処理は、図２に示すフローチャートのステップＳ７
０の判定で、データのサンプル数ｎが所定の数ｎｐ以上
になったと判定したときに始まる。ステップＳ５００で
は、セルコントローラCC12が送信した劣化係数を受信し
たか否かを判定する。セルコントローラCC12から送信さ
れてくる劣化係数は、全セルC1〜C96のうちで最も劣化
が進行しているセルの劣化係数である。受信したと判定
するとステップＳ５１０に進み、受信していないと判定
すると受信するまでステップＳ５００で待機する。
る制御手順を説明するためのフローチャートである。図
８の処理は、図２に示すフローチャートのステップＳ７
０の判定で、データのサンプル数ｎが所定の数ｎｐ以上
になったと判定したときに始まる。ステップＳ５００で
は、セルコントローラCC12が送信した劣化係数を受信し
たか否かを判定する。セルコントローラCC12から送信さ
れてくる劣化係数は、全セルC1〜C96のうちで最も劣化
が進行しているセルの劣化係数である。受信したと判定
するとステップＳ５１０に進み、受信していないと判定
すると受信するまでステップＳ５００で待機する。
【００３６】ステップＳ５１０では、ステップＳ５００
で受信した劣化係数を記憶して、ステップＳ５２０に進
む。ステップＳ５２０では、ステップＳ５１０で記憶し
た劣化係数が所定値以上であるか否かを判定する。所定
値以上であると判定するとステップＳ５４０に進む。所
定値より小さいと判定すると、バッテリコントローラ３
に送信された劣化係数のセルは異常であると判定してス
テップＳ５３０に進む。これにより、例えば新品に交換
されたセルの劣化係数は大きいため、異常と判定される
ことはない。ステップＳ５３０では、異常セルが発生し
ている旨をモニタ４０に表示して、ステップＳ５４０に
進む。ステップＳ５４０では、ステップＳ５１０で記憶
した劣化係数を用いて車両制御を行う。ここでの車両制
御には、セルの容量調整や電池ＳＯＣの演算等が含まれ
る。
で受信した劣化係数を記憶して、ステップＳ５２０に進
む。ステップＳ５２０では、ステップＳ５１０で記憶し
た劣化係数が所定値以上であるか否かを判定する。所定
値以上であると判定するとステップＳ５４０に進む。所
定値より小さいと判定すると、バッテリコントローラ３
に送信された劣化係数のセルは異常であると判定してス
テップＳ５３０に進む。これにより、例えば新品に交換
されたセルの劣化係数は大きいため、異常と判定される
ことはない。ステップＳ５３０では、異常セルが発生し
ている旨をモニタ４０に表示して、ステップＳ５４０に
進む。ステップＳ５４０では、ステップＳ５１０で記憶
した劣化係数を用いて車両制御を行う。ここでの車両制
御には、セルの容量調整や電池ＳＯＣの演算等が含まれ
る。
【００３７】以上、本発明による組電池の異常検出装置
によれば、各セルコントローラCC1〜CC12が管理する複
数のセルの劣化係数を演算して、最も値が小さい（最も
劣化が進行している）劣化係数を記憶する。セルコント
ローラCC1は、セルコントローラCC2に記憶した劣化係数
を送信する。セルコントローラCC2は、自己が記憶して
いる劣化係数とセルコントローラCC1から送信されてき
た劣化係数とを比較して、値が小さい方の劣化係数をセ
ルコントローラCC3に送信する。以後、各セルコントロ
ーラは、自己が記憶している劣化係数と前段のセルコン
トローラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値
が小さい方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信
する。セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値
が小さい方の劣化係数をバッテリコントローラ３に送信
する。バッテリコントローラ３は、送信されてきた劣化
係数を記憶すると共に、劣化係数を所定の値と比較する
ことにより、セルの異常を判定する。
によれば、各セルコントローラCC1〜CC12が管理する複
数のセルの劣化係数を演算して、最も値が小さい（最も
劣化が進行している）劣化係数を記憶する。セルコント
ローラCC1は、セルコントローラCC2に記憶した劣化係数
を送信する。セルコントローラCC2は、自己が記憶して
いる劣化係数とセルコントローラCC1から送信されてき
た劣化係数とを比較して、値が小さい方の劣化係数をセ
ルコントローラCC3に送信する。以後、各セルコントロ
ーラは、自己が記憶している劣化係数と前段のセルコン
トローラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値
が小さい方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信
する。セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値
が小さい方の劣化係数をバッテリコントローラ３に送信
する。バッテリコントローラ３は、送信されてきた劣化
係数を記憶すると共に、劣化係数を所定の値と比較する
ことにより、セルの異常を判定する。
【００３８】これにより、全てのセルの劣化係数を算出
してバッテリコントローラ３に送信する方法と比べて、
送信するデータ量が少なくて済むので、演算処理等の制
御速度が遅延することはない。従って、演算処理装置も
高性能のものを用いる必要がなく、従来の演算装置を用
いることができる。また、劣化係数とその劣化係数を演
算したセルの識別データを１セットとしているので、セ
ルの異常を検出したときに、異常が発生したセルを特定
することができる。従って、異常が発生したセルのみを
交換するだけでよく、全てのセルを交換する必要がな
い。
してバッテリコントローラ３に送信する方法と比べて、
送信するデータ量が少なくて済むので、演算処理等の制
御速度が遅延することはない。従って、演算処理装置も
高性能のものを用いる必要がなく、従来の演算装置を用
いることができる。また、劣化係数とその劣化係数を演
算したセルの識別データを１セットとしているので、セ
ルの異常を検出したときに、異常が発生したセルを特定
することができる。従って、異常が発生したセルのみを
交換するだけでよく、全てのセルを交換する必要がな
い。
【００３９】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ることはない。例えば、本発明による組電池の異常検出
装置をハイブリッド車両に適用することもできるし、本
発明が適用できるものであれば、車両以外のものにも適
用することができる。また、劣化係数の算出も上述した
方法に限定されることはなく、他の方法により算出して
もよい。さらに、セルの劣化進行度を示すものは、上述
した劣化係数に限られず、他のパラメータを用いても良
い。
ることはない。例えば、本発明による組電池の異常検出
装置をハイブリッド車両に適用することもできるし、本
発明が適用できるものであれば、車両以外のものにも適
用することができる。また、劣化係数の算出も上述した
方法に限定されることはなく、他の方法により算出して
もよい。さらに、セルの劣化進行度を示すものは、上述
した劣化係数に限られず、他のパラメータを用いても良
い。
【図１】本発明による組電池の異常検出装置を電気自動
車に適用した一実施の形態の構成を示す図
車に適用した一実施の形態の構成を示す図
【図２】バッテリコントローラと各セルコントローラで
行われる制御手順を示すフローチャート
行われる制御手順を示すフローチャート
【図３】内部抵抗劣化係数γの算出方法を説明するため
の図
の図
【図４】容量劣化補正係数βの算出方法を説明するため
の図
の図
【図５】劣化係数を演算した後にセルコントローラCC1
で行われる制御手順を示すフローチャート
で行われる制御手順を示すフローチャート
【図６】劣化係数を演算した後にセルコントローラCC2
〜CC11で行われる制御手順を示すフローチャート
〜CC11で行われる制御手順を示すフローチャート
【図７】劣化係数を演算した後にセルコントローラCC12
で行われる制御手順を示すフローチャート
で行われる制御手順を示すフローチャート
【図８】図２に示すフローチャートの処理の後に、バッ
テリコントローラで行われる制御手順を示すフローチャ
ート
テリコントローラで行われる制御手順を示すフローチャ
ート
１…組電池、２…インバータ、３…バッテリコントロー
ラ、４…トルクプロセッシングコントローラ、５…モー
タコントローラ、６…モータ、７…減速機、８ａ，８ｂ
…駆動輪、９…補助バッテリ、１０…アクセルペダル、
２０…電流センサ、３０…電圧センサ、４０…モニタ、
C1〜C96…セル、CC1〜CC12…セルコントローラ、M1〜M1
2…モジュール
ラ、４…トルクプロセッシングコントローラ、５…モー
タコントローラ、６…モータ、７…減速機、８ａ，８ｂ
…駆動輪、９…補助バッテリ、１０…アクセルペダル、
２０…電流センサ、３０…電圧センサ、４０…モニタ、
C1〜C96…セル、CC1〜CC12…セルコントローラ、M1〜M1
2…モジュール
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB02 CB06 CB11 CB12
CB21 CB31 CC01 CC03 CC04
CC06 CC07 CC10 CC12
5G003 AA07 BA03 DA07 EA08 FA06
GB06 GC05
5H030 AA06 AS08 AS18 DD05 DD06
DD08 FF42 FF43 FF44 FF68
5H040 AA40 AS07 DD00 JJ09
Claims (4)
- 【請求項１】複数のセルから構成されるモジュールを直
列に複数個接続して構成される組電池の異常を検出する
装置であって、前記モジュールをそれぞれ別個に制御す
る、直列接続された複数のセルコントローラと、複数の
セルコントローラを制御するとともに、前記セルの異常
を検出するバッテリコントローラとを有する組電池の異
常検出装置において、 前記複数のセルコントローラのうち最上段のセルコント
ローラは、対応するモジュール内の複数のセルの劣化状
態をそれぞれ検出し、検出された劣化状態のうち最も劣
化が進行しているセルの劣化状態を次段のセルコントロ
ーラに出力し、 最上段のセルコントローラに後続する複数のセルコント
ローラのそれぞれは、対応するモジュール内の複数のセ
ルの劣化状態をそれぞれ検出し、検出された劣化状態の
うち最も劣化が進行しているセルの劣化状態と、前段の
セルコントローラから入力される劣化状態とを比較し、
劣化が進んでいる劣化状態を次段のセルコントローラに
出力し、 前記バッテリコントローラは、最下段のセルコントロー
ラから入力される、劣化が最も進んでいる劣化状態に基
づいて前記セルの異常を検出することを特徴とする組電
池の異常検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記バッテリコントローラは、前記最下段のセルコント
ローラから入力される劣化状態が所定の劣化状態より進
んでいると判断した場合に、前記入力される劣化状態を
検出したセルに異常が発生したと判定することを特徴と
する組電池の異常検出装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の組電池の異常検
出装置において、 前記組電池に流れる充放電電流を検出する電流検出装置
と、 前記複数のセルの電圧を検出する電圧検出装置とをさら
に備え、 前記セルコントローラは、前記電流検出装置により検出
した充放電電流と、前記電圧検出装置により検出したセ
ル電圧とに基づいて、前記劣化状態を検出することを特
徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記劣化状態を検出する際に用いられる充放電電流とセ
ル電圧は、同時刻に検出されたものであることを特徴と
する組電池の異常検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242273A JP3539412B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 組電池の異常検出装置 |
| US10/214,362 US6614233B2 (en) | 2001-08-09 | 2002-08-08 | Apparatus for detecting battery pack abnormality and method of detecting battery pack abnormality |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242273A JP3539412B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 組電池の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059469A true JP2003059469A (ja) | 2003-02-28 |
| JP3539412B2 JP3539412B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=19072575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001242273A Expired - Fee Related JP3539412B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 組電池の異常検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6614233B2 (ja) |
| JP (1) | JP3539412B2 (ja) |
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| JP7389278B2 (ja) | 2020-08-03 | 2023-11-29 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | バッテリー診断デバイス、バッテリーパック、バッテリーシステム及びバッテリー診断方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1806592B1 (en) * | 2005-12-29 | 2017-01-18 | Semiconductor Components Industries, LLC | Method and system for monitoring battery stacks |
| KR100778414B1 (ko) * | 2006-10-12 | 2007-11-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 |
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| KR20110134019A (ko) * | 2010-06-08 | 2011-12-14 | 현대자동차주식회사 | 차량용 배터리의 셀 열화 진단 방법 |
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| WO2013070850A2 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Midtronics, Inc. | Battery pack tester |
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