JP2016122542A

JP2016122542A - 蓄電装置の故障判定方法

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Publication number: JP2016122542A
Application number: JP2014261157A
Authority: JP
Inventors: 室　岳志; Takashi Muro; 岳志室; 直樹丸野; Naoki Maruno; 訓小茂田; Tsutomu Komoda; 康弘松本; Yasuhiro Matsumoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP6018169B2

Abstract

【課題】不具合が生じたセルを含む蓄電モジュールが交換された後に、新品モジュールが、不具合の生じたセルを含む蓄電モジュールとして判定されることを回避できる蓄電装置の故障判定方法を提供すること。
【解決手段】蓄電装置の故障判定方法は、セル１１２の故障判定により故障と判定されたセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を、正常なセル１１２を有する蓄電モジュール１１１であって故障と判断されていない蓄電モジュール１１１よりも満充電容量が大きい蓄電モジュール１１１に交換する蓄電モジュール交換を行った後には、各蓄電モジュール１１１毎に、各蓄電モジュール１１１におけるセル１１２の電圧を検出し、検出した電圧と第２閾値とを比較することにより、各蓄電モジュール１１１毎にセル１１２が正常か否かの組電池１１の故障判定を行う工程を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は複数のセルを有する蓄電モジュールを複数備える蓄電装置の故障判定方法に関する。

電気自動車やハイブリッド車の動力源として、大型のリチウムイオン２次電池が用いられている。単電池（以下、セルという）が電気的に複数接続されて蓄電モジュールが構成され、複数の蓄電モジュールが電気的に複数接続されることにより、リチウムイオン２次電池を有する組電池が構成される。組電池は、電気自動車やハイブリッド車の動力源として必要な電気を出力する。

組電池において、一部のセルの電圧が所定の値に至るまで上昇しない等、一部のセルに不具合等が生じた場合には、不具合等が生じたセルを含む蓄電モジュールが、新品の正常な蓄電モジュール（以下、「新品モジュール」という）と交換される。また、組電池の寿命が尽きた場合には、寿命が尽きた組電池が、新品の正常な組電池と交換される。不具合等が生じたセルを含む蓄電モジュールが新品モジュールと交換される際には、新品モジュールの電圧を、組電池において交換されなかった蓄電モジュール（以下、「再利用モジュール」という）の電圧に揃えられることが知られている（特許文献１参照）。

特許第３７５０３１８号公報

しかし、再利用モジュールは、容量が小さく、抵抗値が高い。このため、組電池の充電を行うと、新品モジュールにおいては電圧上昇が小さく、容量が小さい再利用モジュールにおいては電圧上昇が大きい。この結果、組電圧内のセルにおける電圧の偏差が規定電圧を超えてしまい、新品モジュールが、不具合の生じたセルを含む蓄電モジュールとして判定される（故障と判定される）ことがある。

本発明は、不具合が生じたセルを含む蓄電モジュールが交換された後に、新品モジュールが、不具合の生じたセルを含む蓄電モジュールとして判定されることを回避できる蓄電装置の故障判定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、複数のセル（例えば、後述のセル１１２）を有する蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）を複数備えて構成される組電池（例えば、後述のバッテリパック１１）を有する蓄電装置における、全ての前記セル（例えば、後述のセル１１２）の電圧を検出し、検出した前記電圧と第１閾値とを比較することにより前記セル（例えば、後述のセル１１２）が正常か否かの前記セル（例えば、後述のセル１１２）の故障判定を行う工程と、前記セル（例えば、後述のセル１１２）の故障判定により故障と判定された前記セル（例えば、後述のセル１１２）を有する前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）を、正常な前記セル（例えば、後述のセル１１２）を有する前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）であって故障と判断されていない前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）よりも満充電容量が大きい前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）に交換する蓄電モジュール交換を行った後には、各前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）毎に、各前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）における前記セル（例えば、後述のセル１１２）の電圧を検出し、検出した前記電圧と第２閾値とを比較することにより、各前記蓄電モジュール（例えば、後述の蓄電モジュール１１１）毎に前記セル（例えば、後述のセル１１２）が正常か否かの前記組電池（例えば、後述のバッテリパック１１）の故障判定を行う工程と、を有する蓄電装置の故障判定方法を提供する。

本発明によれば、複数の蓄電モジュールのうちの故障と判定された蓄電モジュールを新品の正常の蓄電モジュールに交換した後には、蓄電装置を構成する組電池における全てのセルの電圧と、一の値を有する第１閾値とを比較することにより故障判定を行わない。このため、電圧の上昇・下降スピードが遅い新品の蓄電モジュールのセルが、故障と判定されることを防止できる。この結果、蓄電モジュール交換後に、不要な誤った故障との判定がなされることを防止できる。

また、前記蓄電モジュール交換の後には、全ての前記セル（例えば、後述のセル１１２）のうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる前記蓄電装置の使用可能容量と第３閾値とを比較することにより前記組電池（例えば、後述のバッテリパック１１）の故障判定を行う工程を有することが好ましい。

この発明によれば、前記蓄電装置を構成する組電池の使用可能容量と第３閾値とを比較することにより、蓄電装置の使用可能容量が低下して、蓄電装置の組電池の交換が必要になったときに、蓄電装置の使用可能容量が低下したことを、容易に検出することができる。

また、前記蓄電モジュール交換の後には、全ての前記セル（例えば、後述のセル１１２）の電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上である場合に前記組電池（例えば、後述のバッテリパック１１）の故障判定を行う工程を有することが好ましい。

この発明によれば、全ての前記セルのうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる前記蓄電装置の使用可能容量を算出せずに、組電池の故障判定を行うことができる。即ち、各セルにおけるＳＯＣを算出したり、各セルにおけるＳＯＣに基づいて各セルの容量を算出したりせずに、組電池の故障判定を行うことができる。このため、組電池の故障判定を行うための処理を容易とすることができる。

本発明によれば、不具合が生じたセルを含む蓄電モジュールが交換された後に、新品モジュールが、不具合の生じたセルを含む蓄電モジュールとして判定されることを回避できる蓄電装置の故障判定方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法が実施される車両１を示すブロック図である。本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換前のセル１１２の故障判定のための工程を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換の後のバッテリパック１１の故障判定のための工程を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法が実施される車両１Ａを示すブロック図である。本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換前のセル１１２の故障判定のための工程を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換の後のバッテリパック１１の故障判定のための工程を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法が実施される車両１を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換前のセル１１２の故障判定のための工程を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換の後のバッテリパック１１の故障判定のための工程を示すフローチャートである。

第１実施形態に係る蓄電装置の故障判定方法は、電気自動車やハイブリッド車等の、蓄電装置を構成するバッテリパック１１から供給される電気により駆動する車両１において実施される。図１に示すように、車両１に設けられる蓄電装置は、組電池により構成されるバッテリパック１１を有している。バッテリパック１１は、複数個の蓄電モジュール１１１を有している。蓄電モジュール１１１は、例えばリチウムイオンバッテリにより構成された２次電池である複数個のセル１１２を有している。複数個のセル１１２は、積層され電気的に直列に接続されている。バッテリパック１１は、高電圧バッテリを構成し、電気自動車やハイブリッド車の蓄電池として使用される。

全てのセル１１２には、セル電圧センサ１２が電気的に接続されている。セル電圧センサ１２は、バッテリパック１１における全てのセル１１２の無負荷電圧を検出する。また、バッテリパック１１から出力される電流を検出可能な電流センサ（図示せず）が設けられている。セル電圧センサ１２、電流センサ（図示せず）は、導線や基板上の配線等を介して、ＥＣＵ２０に電気的に接続されている。

ＥＣＵ２０は、セル電圧センサ１２からの入力信号波形を入力する入力回路や、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）や、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム、各種マップ、後述の第１閾値〜第４閾値などを記憶する記憶回路や、制御信号を出力する出力回路等を備えている。これらにより、ＥＣＵ２０においては、セル電圧取得部２１と、パック内セル電圧偏差算出部２２と、モジュール内セル電圧偏差算出部２３と、セル故障検出部２４と、セルＳＯＣ算出部２５と、セル使用可能容量算出部２６と、パック使用可能容量算出部２７と、故障検出部２８と、が構成される。

セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧を入力する。また、セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧のデータを、パック内セル電圧偏差算出部２２、モジュール内セル電圧偏差算出部２３、及び、セルＳＯＣ算出部２５へ出力する。

パック内セル電圧偏差算出部２２は、セル電圧取得部２１から出力された全てのセル１１２の無負荷電圧から、セル１１２の無負荷電圧の平均電圧を算出する。また、算出された平均電圧を基準としたバッテリパック１１内のセル１１２の無負荷電圧の偏差の許容範囲、即ち、第１閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値を算出し、セル故障検出部２４へ出力する。

モジュール内セル電圧偏差算出部２３は、セル電圧取得部２１により取得された、全てのセル１１２の無負荷電圧から、蓄電モジュール１１１毎に平均電圧をそれぞれ算出する。また、算出された蓄電モジュール１１１毎の平均電圧を基準とした各モジュール内のセル１１２の無負荷電圧の偏差の許容範囲、即ち、第２閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値を、モジュール毎に算出し、セル故障検出部２４へ出力する。

セル故障検出部２４は、セル電圧取得部２１から出力されたセル１１２の無負荷電圧と、第１閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値、又は、第２閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値と、を比較する。これにより、セル１１２の無負荷電圧が第１閾値又は第２閾値を超えたか否かを判断する。後述の蓄電モジュール１１１の交換の前に、セル１１２の無負荷電圧が、第１閾値としてのセル１１２の無負荷電圧の許容上限値と許容下限値との間の範囲から外れたとの判断を、セル故障検出部２４がした場合には、セル故障検出部２４は、第１閾値を超えたセル１１２を有する蓄電モジュール１１１の交換を促す故障ステータスを、車両１に設けられた警報装置等へ出力する。また、後述の蓄電モジュール１１１の交換の後に、セル１１２の無負荷電圧が、第２閾値としてのセル１１２の無負荷電圧の許容上限値と許容下限値との間の範囲から外れたとの判断を、セル故障検出部２４がした場合には、セル故障検出部２４は、バッテリパック１１の交換を促す故障ステータスを、車両１に設けられた警報装置等へ出力する。

セルＳＯＣ算出部２５は、セル電圧取得部２１によって得られた全てのセル１１２の電圧値と、セル１１２のＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）特性グラフと、に基づいて、全てのセル１１２のＳＯＣを算出し、セル使用可能容量算出部２６へ出力する。

セル使用可能容量算出部２６は、セルＳＯＣ算出部２５によって得られた全てのセル１１２の現在のＳＯＣを用いて、
「容量＝放電容量の変化量（△Ａｈ）／ＳＯＣの変化量（△ＳＯＣ）」
に基づき、各セル１１２の容量を算出する。また、セルＳＯＣ算出部２５によって得られた各セル１１２の現在のＳＯＣと、各セル１１２の使用下限ＳＯＣと、の差と、各セル１１２の容量と、の積を算出することにより、即ち、
「放電可能容量＝容量 × （現在のＳＯＣ − 使用下限ＳＯＣ）」
に基づき、全てのセル１１２について、放電可能容量を算出する。また、セル使用可能容量算出部２６は、セル１１２の使用上限ＳＯＣと、セルＳＯＣ算出部２５によって得られた全てのセル１１２の現在のＳＯＣと、の差と、各セル１１２の容量と、の積を算出することにより、即ち、
「充電可能容量＝容量 × （使用上限ＳＯＣ − 現在のＳＯＣ）」
に基づき、全てのセル１１２について、充電可能容量を算出する。セル使用可能容量算出部２６は、算出した放電可能容量、充電可能容量をパック使用可能容量算出部２７へ出力する。

パック使用可能容量算出部２７は、セル使用可能容量算出部２６により算出された全てのセル１１２の放電可能容量のうちの最小の放電可能容量と、セル使用可能容量算出部２６により算出された全てのセル１１２の充電可能容量のうちの最小の充電可能容量と、の和を、バッテリパック１１の使用可能容量として算出する。パック使用可能容量算出部２７は、算出したバッテリパック１１の使用可能容量を故障検出部２８へ出力する。

故障検出部２８は、パック使用可能容量算出部２７により算出されたバッテリパック１１の使用可能容量と、第３閾値としてのバッテリパック１１の使用可能容量の下限値とを比較する。これにより、故障検出部２８は、バッテリパック１１の使用可能容量が第３閾値を下回ったか否かを判断する。第３閾値としては、バッテリパック１１を使用可能なバッテリパックの容量の最低の値が用いられる。後述の蓄電モジュール交換の後に、バッテリパック１１の使用可能容量が第３閾値を下回ったとの判断を、故障検出部２８がした場合には、故障検出部２８は、バッテリパック１１の交換を促す故障ステータスを、車両１に設けられた警報装置等へ出力する。

上記構成を有する車両１の蓄電装置の故障判定方法については、以下のとおりである。
先ず、図２に示すように、Ｓ１１では、セル電圧センサ１２は、複数のセル１１２（図１参照）を有する蓄電モジュール１１１を複数備える蓄電装置のバッテリパック１１における、全てのセル１１２の無負荷電圧を検出する。そして、セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧を入力する。

Ｓ１２では、セル電圧センサ１２により検出した無負荷電圧と第１閾値とを比較することによりセル１１２が正常か否かのセル１１２の故障判定を行う。具体的には、Ｓ１２では、パック内セル電圧偏差算出部２２は、セル電圧取得部２１により取得された全てのセル１１２の無負荷電圧から平均電圧を算出する。次に、算出された平均電圧を基準としたバッテリパック１１内のセル１１２の無負荷電圧の偏差の許容範囲、即ち、第１閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値を算出する。そして、セル故障検出部２４は、セル電圧取得部２１によって取得された全てのセル１１２の無負荷電圧と、第１閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値と、を比較する。これにより、セル故障検出部２４は、セル１１２の無負荷電圧が第１閾値を超えたか否かの判断することにより、セル１１２の故障判定を行う。

Ｓ１２において、少なくとも１つのセル１１２の無負荷電圧が第１閾値を超えた、即ち、少なくとも１つのセル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値を上回ったか、又は、許容下限値を下回った、とセル故障検出部２４が判断した場合、即ち、セル１１２についての故障との判定により、セル１１２の故障が判定された場合には、Ｓ１３へ移行する。セル１１２の無負荷電圧が第１閾値を超えていない、即ち、セル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値と許容下限値との間の範囲内である、とセル故障検出部２４が判断した場合には、Ｓ１１へ戻る。

Ｓ１３では、セル故障検出部２４は、Ｓ１２においてセル１１２の無負荷電圧が第１閾値を超えていると判断したセル１１２を特定する。Ｓ１４では、セル故障検出部２４は、Ｓ１３において特定されたセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を特定する。Ｓ１５では、セル故障検出部２４は、Ｓ１４において特定された蓄電モジュール１１１の交換を促す故障ステータスを、車両１に設けられた警報装置等へ出力する。そして、整備工場等において、Ｓ１４において特定された蓄電モジュール１１１の交換が行われる。具体的には、セル１１２の故障判定により故障と判定されたセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を、新品の正常な蓄電モジュール１１１（以下、「新品モジュール」という）に交換する。新品モジュールは、故障と判断されなかった蓄電モジュール１１１（以下、「再利用モジュール」という）よりも満充電容量が大きい。

Ｓ１６では、Ｓ１４において特定された蓄電モジュール１１１の交換が行われた後に、整備工場等において、ＥＣＵ２０のプログラムが書き換えられる。この後には、ＥＣＵ２０は、前述のＳ１１〜Ｓ１６の工程に代えて、図３に示す以下のＳ２１〜Ｓ２５の工程を行う。Ｓ２１〜Ｓ２５の工程を行うことにより、各蓄電モジュール１１１毎に、各蓄電モジュール１１１におけるセル１１２の無負荷電圧を検出する。そして、検出した無負荷電圧と第２閾値とを比較することにより、各蓄電モジュール１１１毎にセル１１２が正常か否かのバッテリパック１１の故障判定を行う。

具体的には、Ｓ２１では、セル電圧センサ１２は、複数のセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を複数備える蓄電装置のバッテリパック１１における、全てのセル１１２の無負荷電圧を検出する。そして、セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧を入力する。

Ｓ２２では、モジュール内セル電圧偏差算出部２３は、セル電圧取得部２１により取得された、全てのセル１１２の無負荷電圧から、蓄電モジュール１１１毎に平均電圧をそれぞれ算出する。また、算出された蓄電モジュール１１１毎の平均電圧を基準とした各モジュール内のセル１１２の無負荷電圧の偏差の許容範囲、即ち、第２閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値を、各モジュール毎に算出する。そして、セル故障検出部２４は、セル電圧取得部２１によって取得された各セル１１２の無負荷電圧と、第２閾値としての、セル１１２の無負荷電圧の許容上限値及び許容下限値と、を比較する。これにより、セル故障検出部２４は、セル１１２の無負荷電圧が第２閾値を超えたか否かを判断することにより、セル１１２が正常か否かの判定を行う。

少なくとも１つの蓄電モジュール１１１においてセル１１２の無負荷電圧が第２閾値を超えた、即ち、セル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値を上回ったか、又は、許容下限値を下回った、とセル故障検出部２４が判断した場合（故障と判定された場合）には、Ｓ２５へ移行する。全てのセル１１２の無負荷電圧が第２閾値を超えていない、即ち、全てのセル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値と許容下限値との間の範囲内である、とセル故障検出部２４が判断した場合には、Ｓ２３へ移行する。

Ｓ２３、Ｓ２４では、全てのセル１１２のうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる蓄電装置の使用可能容量と第３閾値とを比較することによりバッテリパック１１の故障判定を行う。具体的には、Ｓ２３では、セル電圧センサ１２は、複数のセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を複数備える蓄電装置のバッテリパック１１における、全てのセル１１２の無負荷電圧を検出する。そして、セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧を入力する。

Ｓ２４では、セルＳＯＣ算出部２５は、セル電圧取得部２１によって得られた全てのセル１１２の電圧値と、セル１１２のＳＯＣ特性グラフと、に基づいて、全てのセル１１２のＳＯＣを算出する。セル使用可能容量算出部２６は、全てのセル１１２について、放電容量の変化量（△Ａｈ）とＳＯＣの変化量（△ＳＯＣ）との商を算出することより、各セル１１２の容量を算出する。また、セル使用可能容量算出部２６は、セルＳＯＣ算出部２５によって得られた全てのセル１１２の現在のＳＯＣと、セル１１２の使用下限ＳＯＣと、の差と、セル使用可能容量算出部２６によって得られたセル１１２の容量と、の積を算出することにより、全てのセル１１２の放電可能容量を算出する。

また、Ｓ２４においては、セル使用可能容量算出部２６は、セル１１２の使用上限ＳＯＣと、セルＳＯＣ算出部２５によって得られた全てのセル１１２の現在のＳＯＣと、の差と、セル使用可能容量算出部２６によって得られたセル１１２の容量との積を算出することにより、全てのセル１１２の充電可能容量を算出する。また、パック使用可能容量算出部２７は、セル使用可能容量算出部２６により算出された全てのセル１１２の放電可能容量のうちの最小の放電可能容量と、セル使用可能容量算出部２６により算出された全てのセル１１２の充電可能容量のうちの最小の充電可能容量と、の和を、バッテリパック１１の使用可能容量として算出する。

そして、故障検出部２８は、パック使用可能容量算出部２７により算出されたバッテリパック１１の使用可能容量と、第３閾値としてのバッテリパック１１の使用可能容量の下限値とを比較する。これにより、故障検出部２８は、バッテリパック１１の使用可能容量が第３閾値を下回ったか否かを判断する。

バッテリパック１１の使用可能容量が第３閾値を下回ったとの判断を、故障検出部２８がした場合（故障と判定された場合）には、Ｓ２５へ移行する。バッテリパック１１の使用可能容量が第３閾値を下回っていないとの判断を、故障検出部２８がした場合には、Ｓ２１へ戻る。

Ｓ２５では、故障検出部２８は、バッテリパック１１の交換を促す故障ステータスを、車両１Ａに設けられた警報装置等へ出力する。そして、整備工場等において、バッテリパック１１の交換が行われる。また、整備工場等において、ＥＣＵ２０のプログラムが書き換えられる。この後には、前述のＳ１１〜Ｓ１６の工程に戻る。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、複数のセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を複数備える蓄電装置における、全てのセル１１２の無負荷電圧を検出し、検出した無負荷電圧と第１閾値とを比較することによりセル１１２が正常か否かのセル１１２の故障判定を行う工程と、セル１１２の故障判定により故障と判定されたセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を、正常なセル１１２を有する蓄電モジュール１１１であって故障と判断されていない蓄電モジュール１１１よりも満充電容量が大きい蓄電モジュール１１１に交換する蓄電モジュール交換を行った後には、各蓄電モジュール１１１毎に、各蓄電モジュール１１１におけるセル１１２の無負荷電圧を検出し、検出した無負荷電圧と第２閾値とを比較することにより、各蓄電モジュール１１１毎にセル１１２が正常か否かのバッテリパック１１の故障判定を行う工程と、を有する。

これにより、複数の蓄電モジュール１１１のうちの故障と判定された蓄電モジュール１１１を新品モジュールに交換した後には、バッテリパック１１における全てのセル１１２の無負荷電圧と、一の値を有する第１閾値とを比較することにより故障判定をすることを行わない。このため、電圧の上昇・下降スピードが遅い新品モジュールのセル１１２が、故障と判定されることを防止できる。この結果、蓄電モジュール交換後に、不要な誤った故障との判定がされることを防止できる。

また、蓄電モジュール交換の後には、全てのセル１１２のうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる蓄電装置の使用可能容量と第３閾値とを比較することにより組電池としてのバッテリパック１１の故障判定を行う工程を有する。

これにより、蓄電装置の使用可能容量と第３閾値とを比較することにより、蓄電装置の使用可能容量が低下して蓄電装置のバッテリパック１１の交換が必要になったときに、蓄電装置の使用可能容量が低下したことを、容易に検出することができる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態を、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る蓄電装置の故障判定方法は、バッテリパック１１の使用可能容量を算出せずに、全てのセル１１２の無負荷電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値との差を算出する点において、第１実施形態とは異なる。また、車両１Ａは、セルＳＯＣ算出部２５及びセル使用可能容量算出部２６を備えておらず、セル電圧差分比較部２７Ａを備えている点において、第１実施形態とは異なる。また、本実施形態に係る蓄電装置の故障判定方法を示すフローチャートでは、第１実施形態におけるＳ２３、Ｓ２４の工程に代えて、Ｓ３１、Ｓ３２の工程が行われる点において、第１実施形態とは異なる。
図４は、本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法が実施される車両１Ａを示すブロック図である。図５は、本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換前のセル１１２の故障判定のための工程を示すフローチャートである。図６は、本発明の第２実施形態による蓄電装置の故障判定方法における、蓄電モジュール１１１の交換の後のバッテリパック１１の故障判定のための工程を示すフローチャートである。

セル電圧差分比較部２７Ａは、セル電圧取得部２１により取得された、全てのセル１１２の無負荷電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値とを検出する。また、セル電圧差分比較部２７Ａは、検出した最高電圧値と最低電圧値との差を算出する。

故障検出部２８Ａは、セル電圧差分比較部２７Ａにより算出された最高電圧値と最低電圧値との差と、第４閾値とを比較する。この比較により、故障検出部２８Ａは、最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上であるか否かを判断する。第４閾値としては、車両１Ａにおいてバッテリパック１１を使用可能な、バッテリパック１１におけるセル１１２の最高電圧値と最低電圧値との差の許容範囲における最大の値が用いられる。後述の蓄電モジュール１１１交換の後に、セル１１２の最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上であるとの判断を、故障検出部２８Ａがした場合には、故障検出部２８Ａは、バッテリパック１１の交換を促す故障ステータスを、車両１Ａに設けられた警報装置等へ出力する。

本実施形態における車両１Ａの蓄電装置の故障判定方法では、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１〜Ｓ１６、Ｓ２１〜Ｓ２２と同一の工程を行った後に、Ｓ２２において、セル１１２の無負荷電圧が第２閾値を超えていない、即ち、セル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値と許容下限値との間の範囲内である、とセル故障検出部２４が判断した場合には、Ｓ３１へ移行する。セル１１２の無負荷電圧が第２閾値を超えた、即ち、セル１１２の無負荷電圧がセル１１２の無負荷電圧の許容上限値を上回ったか、又は、許容下限値を下回った、とセル故障検出部２４が判断した場合には、Ｓ２５へ移行する点については、第１実施形態と同様である。

Ｓ３１、Ｓ３２では、全てのセル１１２の無負荷電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上である場合に故障との判定を行う。具体的には、Ｓ３１では、セル電圧センサ１２は、複数のセル１１２を有する蓄電モジュール１１１を複数備える蓄電装置のバッテリパック１１における、全てのセル１１２の無負荷電圧を検出する。そして、セル電圧取得部２１は、セル電圧センサ１２により検出された全てのセル１１２の無負荷電圧を入力する。

Ｓ３２では、セル電圧差分比較部２７Ａは、セル電圧取得部２１により取得された、全てのセル１１２の無負荷電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値とを検出する。そして、セル電圧差分比較部２７Ａは、検出した最高電圧値と最低電圧値との差を算出する。

そして、故障検出部２８Ａは、セル電圧差分比較部２７Ａにより算出された最高電圧値と最低電圧値との差と、第４閾値とを比較する。この比較により、故障検出部２８Ａは、最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上であるか否かを判断する。最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上であるとの判断を、故障検出部２８Ａがした場合（故障と判定された場合）には、Ｓ２５へ移行する。最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値未満であるとの判断を、故障検出部２８Ａがした場合には、Ｓ２１へ戻る。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、蓄電モジュール１１１の交換の後には、全てのセル１１２の無負荷電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上である場合に組電池としてのバッテリパック１１の故障判定を行う工程を有する。これにより、全てのセル１１２のうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる蓄電装置のバッテリパック１１の使用可能容量を算出せずに、バッテリパック１１の故障判定を行うことができる。即ち、各セル１１２におけるＳＯＣを算出したり、各セル１１２におけるＳＯＣに基づいて各セル１１２の容量を算出したりせずに、バッテリパック１１の故障判定を行うことができる。このため、バッテリパック１１の故障判定を行うための処理を容易とすることができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、第１実施形態では、Ｓ２１及びＳ２２の工程を行った後に、Ｓ２３及びＳ２４の工程を行ったが、これに限定されない。例えばＳ２３及びＳ２４の工程を行った後に、Ｓ２１及びＳ２２の工程を行ってもよいし、Ｓ２１及びＳ２２の工程と、Ｓ２３及びＳ２４の工程と、を同時並行して行ってもよい。
同様に、第２実施形態では、Ｓ２１及びＳ２２の工程を行った後に、Ｓ３１及びＳ３２の工程を行ったが、これに限定されない。例えばＳ３１及びＳ３２の工程を行った後に、Ｓ２１及びＳ２２の工程を行ってもよいし、Ｓ２１及びＳ２２の工程と、Ｓ３１及びＳ３２の工程と、を同時並行して行ってもよい。

また、蓄電装置の故障判定方法を実施する車両の各部の構成等は、本実施形態の蓄電装置の故障判定方法を実施する車両１、１Ａの各部の構成等に限定されない。

また、第１実施形態では、無負荷電圧と閾値を比較することにより故障判定を行ったが、無負荷電圧に限らず、負荷電圧と各閾値を比較してもよい。また、無負荷電圧は、以下の式のように、負荷電圧を使って計算により算出したものを使用してもよい。
無負荷電圧（ＯＣＶ）＝負荷電圧（ＣＣＶ）＋電流（Ｉ）×セル内部抵抗（Ｒ）
なお、各閾値は予め実験等で求めた固定値を用いてもよい。例えば、第１閾値は各セルの平均電圧から±０．５Ｖ以内等とすることができる。

１１バッテリパック
１１１蓄電モジュール
１１２セル

Claims

複数のセルを有する蓄電モジュールを複数備えて構成される組電池を有する蓄電装置における、全ての前記セルの電圧を検出し、検出した前記電圧と第１閾値とを比較することにより前記セルが正常か否かの前記セルの故障判定を行う工程と、
前記セルの故障判定により故障と判定された前記セルを有する前記蓄電モジュールを、正常な前記セルを有する前記蓄電モジュールであって故障と判断されていない前記蓄電モジュールよりも満充電容量が大きい前記蓄電モジュールに交換する蓄電モジュール交換を行った後には、各前記蓄電モジュール毎に、各前記蓄電モジュールにおける前記セルの電圧を検出し、検出した前記電圧と第２閾値とを比較することにより、各前記蓄電モジュール毎に前記セルが正常か否かの前記組電池の故障判定を行う工程と、を有する蓄電装置の故障判定方法。
前記蓄電モジュール交換の後には、全ての前記セルのうちの最小の充電可能容量と最小の放電可能容量とから得られる前記蓄電装置の使用可能容量と第３閾値とを比較することにより前記組電池の故障判定を行う工程を有する請求項１に記載の蓄電装置の故障判定方法。
前記蓄電モジュール交換の後には、全ての前記セルの電圧のうちの最高電圧値と最低電圧値との差が第４閾値以上である場合に前記組電池の故障判定を行う工程を有する請求項１に記載の蓄電装置の故障判定方法。