JP2014146418A - 組電池の処理装置及び組電池の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の診断精度を確保しながら、短時間で組電池診断できる状態にすることを目的とする。
【解決手段】複数の電池を含む組電池の処理装置であって、各電池の電圧を検出する電圧検出部と、前記組電池を放電させる第１の処理を行う第１の処理部と、前記各電池を個別に充電するための第２の処理を行う第２の処理部と、を有し、前記第２の処理部は、前記第１の処理による放電中に、電圧値が第１の所定値に降下した前記電池に対して前記第２の処理を行うことにより、電圧降下を抑制することを特徴とする組電池の処理装置。前記第２の処理部は、電圧降下の度合いが第２の所定値よりも大きい場合に、前記第２の処理における充電レートを増大させる処理及び／又は前記第１の処理における放電レートを低下させる処理を実施する。
【選択図】図２

Description

本発明は、組電池の処理装置等に関し、特に組電池に含まれる各電池の電圧バラツキを少なくする技術に関するものである。

組電池の容量劣化を診断する診断方法として、例えば、各電池の電圧を診断開始電圧から診断終了電圧まで放電させ、放電中の電流値を積算し、この積算された電流積算量に基づいて、組電池の劣化状態を判別する方法が知られている。

特許文献１は、寿命バッテリの使用状態と寿命実績（寿命バッテリの充電特性など）とを関連付けて寿命情報としてデータベース化して準備しておき、診断用バッテリの余寿命を診断する際には、データベースのうち診断用バッテリの使用状態に対応する対応領域から寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉを取得し、充電シーケンスにより診断用バッテリが充電されたときの診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕを取得し、取得した診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕと寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉとの関係から診断用バッテリの余寿命距離Ｒｄや余寿命時間Ｒｔを計算する、余寿命診断方法を開示する。

特開２０１１−２９１８０３号公報 特開２０１１−０６４５７１号公報

上述の容量劣化診断を行う際に、組電池に含まれる各電池の電圧バラツキを小さくしておく必要がある。つまり、各電池の電圧を診断開始電圧に揃えておくことにより、診断精度を向上させることができる。一方、容量劣化診断中は、ユーザによる車両の使用が制限されるため、早期に各電池の電圧を診断開始電圧に揃えて、診断処理を実施する必要がある。そこで、本願発明は、組電池の容量劣化の診断精度を確保しながら、短時間で容量劣化を診断できる状態にすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係る組電池の処理装置は、一つの観点として、複数の電池を含む組電池の処理装置であって、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、前記組電池を放電させる第１の処理を行う第１の処理部と、前記各電池を個別に充電するための第２の処理を行う第２の処理部と、を有し、前記第２の処理部は、前記第１の処理による放電中に、電圧値が第１の所定値に降下した前記電池に対して前記第２の処理を行うことにより、電圧降下を抑制することを特徴とする。

本願発明に係る組電池の処理装置は、別の観点として、複数の電池を含む組電池の処理装置であって、前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、前記組電池を充電する第３の処理を行う第３の処理部と、前記各電池を個別に放電するための第４の処理を行う第４の処理部と、を有し、前記第４の処理部は、前記第３の処理による充電中に、電圧値が第３の所定値に上昇した前記電池に対して前記第４の処理を行うことにより、電圧上昇を抑制することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係る複数の電池を含む組電池の処理方法は、一つの観点として、複数の電池を含む組電池の処理方法であって、前記組電池を放電させる放電処理を実施しながら、電圧値が第１の所定値に降下した前記電池を充電するための充電処理を実施することにより、電圧降下を抑制することを特徴とする。

本願発明に係る複数の電池を含む組電池の処理方法は、別の観点として、複数の電池を含む組電池の処理方法であって、前記組電池を充電させる充電処理を実施しながら、電圧値が第３の所定値に上昇した前記電池を放電するための放電処理を実施することにより、電圧上昇を抑制することを特徴とする。

本願発明によれば、組電池の容量劣化の診断精度を確保しながら、短時間で容量劣化を診断できる状態にすることができる。

バッテリ診断装置のブロック図である。 バッテリ診断装置が実施する処理を示したフローチャートである。 バッテリ診断装置が実施する処理を示したフローチャートである（第２実施形態）。

（実施形態１）
図１を参照しながら、本発明の実施形態であるバッテリ診断装置（組電池の処理装置に相当する）について説明する。図１はバッテリ診断装置のブロック図であり、点線の矢印は、信号、或いはデータが流れる方向を示している。バッテリ診断装置１は、車両に搭載されたバッテリ１０（組電池に相当する）の劣化診断をするために用いられる。

車両は、バッテリ１０から供給される電力により走行エネルギを発生させるモータと、内燃機関とを動力源として兼用するハイブリッド自動車、前記モータのみを動力源とする電気自動車であってもよい。また、ハイブリッド自動車には、車両外部の電源からバッテリ１０を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド自動車が含まれる。バッテリ診断装置１は、車両とは別体で設けることができる。バッテリ診断は、例えば、ディーラー等において、行うことができる。

バッテリ診断装置１は、バッテリ１０と、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、記憶部４３と、コントローラ４１と、一括充放電装置４２１と、個別充放電装置４２２とを含む。

バッテリ１０は、複数の電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを含む。これらの電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎはそれぞれ、複数の単電池１１１を含み、互いに直列に接続されている。複数の単電池１１１は互いに、直列に接続されている。各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎに含まれる単電池１１１の個数は、同じであってもよい。単電池１１１は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、或いはキャパシタであってもよい。単電池１１１は、単一の電池セル、或いは複数の電池セルを接続した電池モジュールであってもよい。ここで、電池セルとは、充放電可能な最小単位の要素のことである。

電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎにはそれぞれ電圧センサ（電圧検出部に相当する）２１が設けられている。各電圧センサ２１は、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの電圧（つまり、ブロック電圧）に関する情報を取得して、この取得した情報を図示しない通信経路を介してコントローラ４１に出力する。電流センサ２２は、バッテリ１０が出力する電流値を取得し、この取得した情報を図示しない通信経路を介してコントローラ４１に出力する。

一括充放電装置４２１は、高負荷及び高圧充電部を含んでおり、コントローラ４１は、バッテリ１０の電力を高負荷に放電したり、高圧充電部を用いてバッテリ１０を充電する制御を実施する。ただし、高負荷及び高圧充電部は、装置として互いに独立していてもよい。個別充放電装置４２２は、低負荷及び低圧充電部を含んでおり、コントローラ４１は、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの電力を低負荷に放電したり、低圧充電部を用いて各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを充電する制御を実施する。ただし、低負荷及び低圧充電部は装置として互いに独立していてもよい。また、一括充放電装置４２１及び個別充放電装置４２２を一つの装置で構成することもできる。

つまり、一括充放電装置４２１はバッテリ１０全体を充放電するための処理を実施し、個別充放電装置４２２は各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを個別に充放電するための処理を実施する。高圧充電部は、低圧充電部よりも高い充電レートでバッテリ１０を充電することができる。バッテリ１０の放電レートは、低負荷よりも高負荷を駆動する場合のほうが高い。つまり、高負荷を動作させる場合、低負荷を作動させる場合よりも大きなエネルギが必要となるため、バッテリ１０の放電レートを高める必要がある。

コントローラ４１は、一括充放電装置４２１及び個別充放電装置４２２を制御することにより、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持する処理を実施するが、詳細については、後述するフローチャートにおいて述べる。コントローラ４１は、ＣＰＵ、ＭＰＵであってもよく、ＣＰＵ等が行う処理の少なくとも一部を回路的に実行するＡＳＩＣ回路を含んでいてもよい。ＣＰＵ等の個数は、一つ、或いは複数であってもよい。例えば、一括充放電装置４２１及び個別充放電装置４２２を制御するＣＰＵは一つであってもよいし、複数であってもよい。コントローラ４１は、内部タイマー４１Ａを実装する。内部タイマー４１のカウント結果は、バッテリ診断を行うときに用いられる。記憶部４３は、コントローラ４１が行う処理の処理プログラム、この処理プログラムを実施する際に必要な各種情報を記憶する。

本実施形態のハード構成と特許請求の範囲に記載された発明特定事項との対応関係について説明する。第１の処理部は、一括充放電装置４２１とコントローラ４１とが協働することにより実現される。第２の処理部は、個別充放電装置４２２とコントローラ４１とが協働することにより実現される。複数の電池は、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎによって実現される。

次に、図２のフローチャートを参照しながら、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持する方法について説明する。ステップＳ１０１において、コントローラ４１は、記憶部４３に記憶された放電レートを読み出して、一括充放電装置４２１に対してバッテリ１０を一括放電させる（第１の処理に相当する）。ここで、記憶部４３に記憶された放電レートは、高い値に設定されると処理が早くなり、低い値に設定されると各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧の微調整が容易となる。したがって、バッテリ診断を行う時の目的に応じて、放電レートは適宜の値に設定することができる。一括放電が実施されることにより、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧は時々刻々と降下する。

ステップＳ１０２において、コントローラ４１は、いずれかのブロック電圧が診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ（第１の所定値に相当する）に降下したか否かを判別する。診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎは、記憶部４３に記憶されており、適宜の値に設定することができる。本実施形態では、後述するように、劣化診断において各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを充電したときの電流積算量を取得する。そのため、電流積算量を取得しやすいように、診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎは、バッテリ１０のＳＯＣが低い状態にあるときの電圧値に設定しておくことが好ましい。

いずれかのブロック電圧（本実施形態では、電池ブロック１１Ａのブロック電圧と仮定する）が診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに降下した場合（ステップＳ１０２ Ｙｅｓ）、コントローラ４１は、ステップＳ１０３において、個別充放電装置４２２を用いて、電池ブロック１１Ａを個別充電するための処理を実施する（第２の処理に相当する）。個別充電するときの充電レートは、記憶部４３に記憶されている。この充電レートは、一括充放電装置４２１による放電レートと同じか若しくはそれより低い値に設定されている。ただし、個別充電の充電レートを小さくしすぎると、電池ブロック１１Ａの電圧降下を十分に抑制することができない。そのため、充電レートは放電レートに近い値に設定することが好ましい。

ステップＳ１０４において、コントローラ４１は、所定時間経過後に、電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎとの電圧差が許容範囲（第２の所定値に相当する）であるか否かを判別する。許容範囲は、バッテリ診断の目標精度を確保する観点から適宜の値に定めることができる。なお、所定時間が経過したか否かは、内部タイマー４１Ａのカウント結果から判別することができる。電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎとの電圧差が許容範囲でない場合（ステップＳ１０４ Ｎｏ）、現在の充電レートでは電池ブロック１１Ａの電圧降下を十分に抑制できないため、コントローラ４１は、ステップＳ１０５において充電レートを増大する処理を行う。

充電レートが増大することにより、電池ブロック１１Ａの電圧降下を抑制する効果が高まり、診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎから電池ブロック１１Ａのブロック電圧が離隔するのを防止することができる。

電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎとの電圧差が許容範囲である場合（ステップＳ１０４ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａが最後から二番目に診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに降下した電池ブロックであるか否かを判別する。言い換えると、コントローラ４１は、個別充電（ステップＳ１０３参照）を実施していない電池ブロックが残り一つであるか否かを判別する。

個別充電を実施していない電池ブロックが残り二つ以上である場合（ステップＳ１０６ Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。つまり、ブロック電圧が診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに降下した電池ブロックから順番に電圧降下を抑制するための個別充電を実施する。

個別充電を実施していない電池ブロックが残り一つである場合（ステップＳ１０６ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、コントローラ４１は、最後の電池ブロックのブロック電圧が診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに降下したか否かを判別する。

最後の電池ブロックのブロック電圧が診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに降下した場合（ステップＳ１０７ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、コントローラ４１は、一括充放電装置４２１による一括放電及び個別充放電装置４２２による全ての個別充電を禁止する。これにより、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持しながら、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの充放電動作を同じタイミングで停止させることができる。また、一括放電の終了後に、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに一致させる処理が不要となるため、短時間でバッテリ診断可能な状態にすることができる。

ステップＳ１０９において、コントローラ４１は、バッテリ１０の劣化診断を開始する。劣化診断は、ブロック電圧のバラツキが少ない上述のバッテリ１０を診断終了電圧まで充電させ、その間の電流積算量を算出することにより行うことができる。診断終了電圧は、過充電によるバッテリ１０の劣化を抑制する観点から適宜の値に定めることができる。ブロック電圧のバラツキが少ない状態からバッテリ診断を実施できるため、診断精度を向上させることができる。なお、電流積算量は、電流センサ２２の検出結果に基づき算出することができる。

ここで、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持する方法として、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎにそれぞれ第１リレーを設けるとともに、第２リレーを備えたバイパス回路を実装する方法が考えられる。この場合、診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎに到達した電池ブロックから順次第１リレーをオフ、第２リレーをオンして、当該電池ブロックの放電を禁止しながら前記バイパス回路を使って残りの電池ブロックの放電を継続することができる。

しかしながら、この方法では、第１リレーをオフするときに大電流が流れて各ブロック電圧のバラツキが大きくなってしまう。また、最初に放電を停止した電池ブロックと最後に放電を停止した電池ブロックとの間で長いタイムラグが発生して、電池ブロック間における分極状態が大きく異なってしまう。すなわち、電池は放電を停止すると分極分だけ電圧が上昇し、この電圧の変位量は放電停止後の経過時間によって左右されるため、長いタイムラグが発生することによりブロック電圧の差が大きくなってしまう。そのため、後工程において、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの容量合わせを行う必要がある。また、第１リレー及び第２リレーをオン・オフしたときに、これらのリレーに大きな負荷が加わり、計器不具合を招くおそれがある。

これに対して、本実施形態では、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの充放電処理が同じタイミングで終了するため、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎ間の分極状態のバラツキを抑制することができる。また、リレーをオン・オフする必要もないため、大電流が流れることもない。したがって、後工程において、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの容量合わせを行う必要もなく、短時間でバッテリ診断可能な状態にすることができる。

また、本実施形態の構成によれば、一括充放電装置４２１及び個別充放電装置４２２による放電レート等を適宜の値に設定することにより、スムーズに電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持することができる。

（変形例１）
上述のフローチャートでは、ブロック電圧と診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎとの電圧差が許容範囲でない場合（ステップＳ１０４ Ｎｏ）、個別充放電装置４２２による充電レートを増大させることによりブロック電圧の電圧降下を抑制したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の方法であってもよい。当該他の方法は、一括充放電装置４２１による放電レートを低下させることによって、ブロック電圧の電圧降下を抑制する方法であってもよい。この方法によれば、上記実施形態の方法よりも一括充放電装置４２１による放電レートを下げることができる。これにより、処理時間の短縮化とブロック電圧のバラツキ抑制とをバランスよく両立することができる。また、当該他の方法は、個別充放電装置４２２による充電レートを増大させる処理と一括充放電装置４２１による放電レートを低下させる処理とを同時に行う方法であってもよい。この方法によれば、一括充放電装置４２１による放電レートをさらに下げることができる。これにより、ブロック電圧のバラツキをより小さくすることができる。

（変形例２）
上述の実施形態では、各ブロック電圧の電圧降下を抑制する処理と、バッテリ診断処理とを一つのバッテリ診断装置で実現したが、本発明はこれに限るものではなく、それぞれの処理を別の装置で実現してもよい。この場合、バッテリ１０を一括放電させる一括放電装置（充電機能を有しない）と、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを個別充電する個別充電装置（放電機能を有しない）とを用いて、各ブロック電圧の電圧降下を抑制してもよい。この場合、一括放電装置が第１の処理部に相当し、個別充電装置が第２の処理部に相当する。

（第２実施形態）
第１実施形態では電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始下限電圧Ｖｓｍｉｎ付近に維持する処理を実施したが、本実施形態では電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ（第３の所定値に相当する）付近に維持する処理を実施する。バッテリ診断装置のハード構成は、実施形態１と同じであるため、説明を繰り返さない。

まず、本実施形態のハード構成と特許請求の範囲に記載された発明特定事項との対応関係について説明する。第３の処理部は、一括充放電装置４２１とコントローラ４１とが協働することにより実現される。第４の処理部は、個別充放電装置４２２とコントローラ４１とが協働することにより実現される。

図３のフローチャートを参照しながら、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ付近に維持する方法について具体的に説明する。ステップＳ２０１において、コントローラ４１は、記憶部４３に記憶された充電レートを読み出して、一括充放電装置４２１を使ってバッテリ１０を一括充電する（第３の処理に相当する）。ここで、記憶部４３に記憶された充電レートは、高い値に設定されると処理が早くなり、低い値に設定されると各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧の微調整が容易となる。したがって、バッテリ診断を行う時の目的に応じて、充電レートは適宜の値に設定することができる。一括充電が実施されることにより、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧は時々刻々と上昇する。

ステップＳ２０２において、コントローラ４１は、いずれかのブロック電圧が診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇したか否かを判別する。診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘは、記憶部４３に記憶されており、適宜の値に設定することができる。本実施形態では、後述するように、劣化診断において各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを放電したときの電流積算量を取得する。そのため、電流積算量を取得しやすいように、診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘは、バッテリ１０のＳＯＣが高い状態にあるときの電圧値に設定しておくことが好ましい。

いずれかのブロック電圧（本実施形態では、電池ブロック１１Ａのブロック電圧と仮定する）が診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇した場合（ステップＳ２０２ Ｙｅｓ）、コントローラ４１は、ステップＳ２０３において、個別充放電装置４２２を用いて、電池ブロック１１Ａを個別放電するための処理を実施する（第４の処理に相当する）。個別放電するときの放電レートは、記憶部４３に記憶されている。この放電レートは、一括充放電装置４２１による充電レートと同じか、若しくはそれより低い値に設定されている。ただし、個別放電の放電レートを小さくしすぎると、電池ブロック１１Ａの電圧上昇を十分に抑制することができない。したがって、放電レートは充電レートに近い値に設定することが好ましい。

ステップＳ２０４において、コントローラ４１は、所定時間経過後に、電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘとの電圧差が許容範囲（第４の所定値に相当する）であるか否かを判別する。許容範囲は、バッテリ診断の目標精度を確保する観点から適宜の値に定めることができる。なお、所定時間が経過したか否かは、内部タイマー４１Ａのカウント結果から判別することができる。電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘとの電圧差が許容範囲でない場合（ステップＳ２０４ Ｎｏ）、現在の放電レートでは電池ブロック１１Ａの電圧上昇を十分に抑制できないため、コントローラ４１は、ステップＳ２０５において放電レートを増大する処理を行う。

放電レートが増大することにより、電池ブロック１１Ａの電圧上昇を抑制する効果が高まり、診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘから電池ブロック１１Ａのブロック電圧が離隔するのを防止することができる。

電池ブロック１１Ａのブロック電圧と診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘとの電圧差が許容範囲である場合（ステップＳ２０４ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａが最後から二番目に診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇した電池ブロックであるか否かを判別する。言い換えると、コントローラ４１は、個別放電（ステップＳ２０３参照）を実施していない電池ブロックが残り一つであるか否かを判別する。

個別放電を実施していない電池ブロックが残り二つ以上である場合（ステップＳ２０６ Ｎｏ）、処理はステップＳ２０２に戻る。つまり、ブロック電圧が診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇した電池ブロックから順番に電圧上昇を抑制するための個別放電を実施する。

個別放電を実施していない電池ブロックが残り一つである場合（ステップＳ２０６ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、コントローラ４１は、最後の電池ブロックのブロック電圧が診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇したか否かを判別する。

最後の電池ブロックのブロック電圧が診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに上昇した場合（ステップＳ２０７ Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８において、コントローラ４１は、一括充放電装置４２１による一括充電及び個別充放電装置４２２による全ての個別放電を禁止する。これにより、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ付近に維持しながら、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの充放電動作を同じタイミングで停止させることができる。また、一括充電の終了後に、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに一致させる処理が不要となるため、短時間でバッテリ診断可能な状態にすることができる。

ステップＳ２０９において、コントローラ４１は、バッテリ１０の劣化診断を開始する。劣化診断は、ブロック電圧のバラツキが少ない上述のバッテリ１０を診断終了電圧まで放電させ、その間の電流積算量を算出することにより行うことができる。診断終了電圧は、過放電によるバッテリ１０の劣化を抑制する観点から適宜の値に定めることができる。ブロック電圧のバラツキが少ない状態からバッテリ診断を実施できるため、診断精度を向上させることができる。なお、電流積算量は、電流センサ２２の検出結果に基づき算出することができる。

ここで、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎのブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ付近に維持する方法として、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎにそれぞれ第１リレーを設けるとともに、第２リレーを備えたバイパス回路を実装する方法が考えられる。この場合、診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘに到達した電池ブロックから順次第１リレーをオフ、第２リレーをオンして、当該電池ブロックの充電を禁止しながら前記バイパス回路を使って残りの電池ブロックの充電を継続することができる。

しかしながら、この方法では、第１リレーをオフするときに大電流が流れて各ブロック電圧のバラツキが大きくなってしまう。また、最初に充電を停止した電池ブロックと最後に充電を停止した電池ブロックとの間で長いタイムラグが発生して、電池ブロック間における分極状態が大きく異なってしまう。すなわち、電池は充電を停止すると分極分だけ電圧が降下し、この電圧の変位量は充電停止後の経過時間によって左右されるため、長いタイムラグが発生することによりブロック電圧の差が大きくなってしまう。そのため、後工程において、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの容量合わせを行う必要がある。また、第１リレー及び第２リレーをオン・オフしたときに、これらのリレーに大きな負荷が加わり、計器不具合を招くおそれがある。

これに対して、本実施形態では、全ての電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの充放電処理が同じタイミングで終了するため、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎ間の分極状態のバラツキを抑制することができる。また、リレーをオン・オフする必要もないため、大電流が流れることもない。したがって、後工程において、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの容量合わせを行う必要もなく、短時間でバッテリ診断可能な状態にすることができる。

また、本実施形態の構成によれば、一括充放電装置４２１及び個別充放電装置４２２による放電レート等を適宜の値に設定することにより、スムーズに電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎの各ブロック電圧を診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ付近に維持することができる。

（変形例３）
上述のフローチャートでは、ブロック電圧と診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘとの電圧差が許容範囲でない場合（ステップＳ２０４ Ｎｏ）、個別充放電装置４２２による放電レートを増大させることによりブロック電圧の電圧上昇を抑制したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の方法であってもよい。当該他の方法は、一括充放電装置４２１による充電レートを低下させることによって、ブロック電圧の電圧上昇を抑制する方法であってもよい。この方法によれば、上記実施形態の方法よりも一括充放電装置４２１による充電レートを下げることができる。これにより、処理時間の短縮化とブロック電圧のバラツキ抑制とをバランスよく両立することができる。また、当該他の方法は、個別充放電装置４２２による放電レートを増大させる処理と一括充放電装置４２１による充電レートを低下させる処理とを同時に行う方法であってもよい。この方法によれば、一括充放電装置４２１による充電レートをさらに下げることができる。これにより、ブロック電圧のバラツキをより小さくすることができる。

（変形例４）
上述の実施形態では、各ブロック電圧の電圧上昇を抑制する処理と、バッテリ診断処理とを一つのバッテリ診断装置で実現したが、本発明はこれに限るものではなく、それぞれの処理を別の装置で実現してもよい。この場合、バッテリ１０を一括充電させる一括充電装置（放電機能を有しない）と、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを個別放電する個別放電装置（充電機能を有しない）とを用いて、各ブロック電圧の電圧上昇を抑制してもよい。この場合、一括放電装置が第３の処理部に相当し、個別充電装置が第４の処理部に相当する。

（変形例５）
上述の実施形態１及び２では、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｎを診断開始上限電圧Ｖｓｍａｘ等付近に維持する処理について説明したが、本発明はこれに限るものではない。本発明は、例えば、各単電池１１１を診断開始上限電圧等に接近させる場合にも適用することができる。この場合、各単電池１１１が、個別充放電装置４２２によって個別に充放電される。

１：バッテリ診断装置 １０：バッテリ
１１Ａ〜１１Ｎ：電池ブロック ２１：電圧センサ
２２：電流センサ ４１：コントローラ
４２：充放電装置 ４３：記憶部
４２１：一括充放電装置 ４２２：個別充放電装置

Claims (11)

1. 複数の電池を含む組電池の処理装置であって、
   前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記組電池を放電させる第１の処理を行う第１の処理部と、
   前記各電池を個別に充電するための第２の処理を行う第２の処理部と、を有し、
   前記第２の処理部は、前記第１の処理による放電中に、電圧値が第１の所定値に降下した前記電池に対して前記第２の処理を行うことにより、電圧降下を抑制することを特徴とする組電池の処理装置。
2. 前記第２の処理部は、電圧降下の度合いが第２の所定値よりも大きい場合に、前記第２の処理における充電レートを増大させる処理及び／又は前記第１の処理における放電レートを低下させる処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の組電池の処理装置。
3. 前記第２の処理部は、電圧値が前記第１の所定値に降下した前記電池から順に前記第２の処理を行い、
   最後の前記電池の電圧が前記第１の所定値に降下したときに、前記第１の処理及び前記第２の処理を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の組電池の処理装置。
4. 前記第１の処理部は、前記組電池を充放電可能な充放電装置であり、
   前記第１の処理及び前記第２の処理が停止した後に前記第１の処理部を用いて前記組電池を充電することにより、前記組電池の容量に関する情報を取得し、この取得した情報に基づき、前記組電池の劣化診断を行うことを特徴とする請求項３に記載の組電池の処理装置。
5. 複数の電池を含む組電池の処理装置であって、
   前記各電池の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記組電池を充電する第３の処理を行う第３の処理部と、
   前記各電池を個別に放電するための第４の処理を行う第４の処理部と、を有し、
   前記第４の処理部は、前記第３の処理による充電中に、電圧値が第３の所定値に上昇した前記電池に対して前記第４の処理を行うことにより、電圧上昇を抑制することを特徴とする組電池の処理装置。
6. 前記第４の処理部は、電圧上昇の度合いが第４の所定値よりも大きい場合に、前記第４の処理における放電レートを増大させる処理及び／又は前記第３の処理における充電レートを低下させる処理を実施することを特徴とする請求項５に記載の組電池の処理装置。
7. 前記第４の処理部は、電圧値が前記第３の所定値に上昇した前記電池から順に前記第４の処理を行い、
   最後の前記電池の電圧が前記第３の所定値に上昇したときに、前記第３の処理及び前記第４の処理を停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の組電池の処理装置。
8. 前記第３の処理部は、前記組電池を充放電可能な充放電装置であり、
   前記第３の処理及び前記第４の処理を停止した後に前記第３の処理部を用いて前記組電池を放電させることにより、前記組電池の容量に関する情報を取得し、この取得した情報に基づき、前記組電池の劣化診断を行うことを特徴とする請求項７に記載の組電池の処理装置。
9. 各前記電池は、複数の単電池からなる電池ブロックであることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一つに記載の組電池の処理装置。
10. 複数の電池を含む組電池の処理方法であって、
    前記組電池を放電させる放電処理を実施しながら、電圧値が第１の所定値に降下した前記電池を充電するための充電処理を実施することにより、電圧降下を抑制することを特徴とする組電池の処理方法。
11. 複数の電池を含む組電池の処理方法であって、
    前記組電池を充電させる充電処理を実施しながら、電圧値が第３の所定値に上昇した前記電池を放電するための放電処理を実施することにより、電圧上昇を抑制することを特徴とする組電池の処理方法。

Images