JP2022076670A - 二次電池の診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】重量は同等であり、重量以外の特性が異なる二次電池について、正規品であるかどうかを診断する。【解決手段】電池パック４０は、荷重センサ４２４と、電池ＥＣＵ４３とを備える。荷重センサ４２４は、スタック４１０の充電時におけるスタック４１０の荷重変動を表す第１の荷重量を検出する。電池ＥＣＵ４３は、スタック４１０が正規品かどうかを診断する。電池ＥＣＵ４３は、第１の荷重量が、正規品の充電時における荷重変動を表す第２の荷重量に基づいて定められた範囲外である場合に、スタック４１０が正規品でないと診断する。【選択図】図６

Description

本開示は、二次電池の診断システムに関し、より特定的には、二次電池が正規品かどうかを診断するシステムに関する。

近年、ハイブリッド車または電気自動車など、電池パックが搭載された車両の普及が進んでいる。車載用の電池パックについて、正規品の製造業者以外によって製造された模倣品が流通する可能性がある。また、正規品に対して不正な改造が行われる可能性もある。これらの非正規品（模倣品または不正改造品）には、粗悪な二次電池を使用していたり制御回路に不備があったりする可能性がある。そのため、電池パック（二次電池）が正規品であるか非正規品であるかを診断する技術が提案されている。

たとえば、特開２０１２－１７４４８７号公報（特許文献１）は電池パックを開示する。この電池パック内の制御部は、初期状態で測定された電池の重量（第１の重量）と、現在の電池の重量（第２の重量）との差が閾値よりも大きい場合に、電池が正規品でないと診断する。

特開２０１２－１７４４８７号公報

特許文献１に記載された発明では、二次電池が正規品であるかどうかが二次電池の重量に基づいて診断される。そのため、重量は同等であるが、重量以外の特性が異なる二次電池を対象とする場合には、適切に診断できない可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、重量は同等であり、重量以外の特性が異なる二次電池について、正規品であるかどうかを診断することである。

本開示のある局面に係る二次電池の診断システムは、荷重センサと、診断装置とを備える。荷重センサは、二次電池の充電時における二次電池の荷重変動を表す第１の荷重量を検出する。診断装置は、二次電池が正規品かどうかを診断する。診断装置は、第１の荷重量が、正規品の充電時における荷重変動を表す第２の荷重量に基づいて定められた範囲外である場合に、二次電池が正規品でないと診断する。

上記構成においては、二次電池の第１の荷重量（後述する荷重変動量の差、荷重変動量の傾きの差など）が正規品の第２の荷重量に基づいて定められた範囲内であるか範囲外であるかに基づいて、二次電池が正規品／非正規品のどちらであるかが診断される。よって、上記構成によれば、重量は同等であり、重量以外の特性が異なる場合であっても、二次電池が正規品であるか非正規品であるかを適切に診断できる。

本開示によれば、重量は同等であり、重量以外の特性が異なる二次電池について、正規品であるかどうかを診断できる。

実施の形態１に係る二次電池の診断システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における組電池４１の構造を概略的に示す斜視図である。 セルの構成の一例を示す透視斜視図である。 プラグイン充電に伴う荷重変動の一例を示す図である。 実施の形態１における正規品の診断基準を説明するための図である。 実施の形態１における診断処理を示すフローチャートである。 プラグイン充電に伴う荷重変動の他の一例を示す図である。 実施の形態２における診断処理を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

以下の実施の形態では、本開示に係る「二次電池の診断システム」が車両に搭載された例について説明する。しかし、本開示に係る「二次電池の診断システム」の用途は車両用に限定されず、たとえば定置用であってもよい。

［実施の形態１］
＜システム構成＞
図１は、実施の形態１に係る二次電池の診断システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。車両１は、本実施の形態では電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）である。ただし、車両１の種類は、電池パックが搭載された車両であれば、これに限定されるものではない。車両１は、ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）であってもよいし、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）であってもよいし、燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）であってもよい。

車両１は、インレット１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と、充電リレー（ＣＨＲ：Charge Relay）３０と、電池パック４０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）８と、電力制御装置（ＰＣＵ：Power Control Unit）５０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）６０と、統合電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７０とを備える。電池パック４０は、組電池４１と、監視ユニット４２と、電池ＥＣＵ４３とを備える。電池パック４０は、本開示に係る「二次電池の診断システム」に相当する。

インレット１０は、充電ケーブル９１の先端に設けられた充電コネクタを挿入可能に構成されている。充電ケーブル９１を介して、車両１と、車両１の外部に設置された外部電源（たとえば系統電源）９２とが電気的に接続される。車両１は、外部電源９２から供給される電力を用いて組電池４１を充電する「プラグイン充電」が可能に構成されている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、インレット１０と充電リレー３０との間に電気的に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、外部電源９２からインレット１０を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を充電リレー３０に出力する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０は、組電池４１（またはＰＣＵ５０）から充電リレー３０を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をインレット１０に出力する。

充電リレー３０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０と組電池４１とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。充電リレー３０は、統合ＥＣＵ７０からの制御信号に応じて開放／閉成される。

組電池４１は、モータジェネレータ６０を駆動するための電力を蓄え、ＰＣＵ５０を通じてモータジェネレータ６０へ電力を供給する。また、組電池４１は、プラグイン充電時にはＡＣ／ＤＣコンバータ２０から出力された電力により充電される。さらに、組電池４１は、モータジェネレータ６０の発電時（回生発電時など）にもＰＣＵ５０を通じて発電電力を受けて充電される。

監視ユニット４２は、電圧センサ４２１と、電流センサ４２２と、温度センサ４２３と、荷重センサ４２４とを含む。電圧センサ４２１は、組電池４１の電圧Ｖを検出する。電流センサ４２２は、組電池４１に入出力される電流Ｉを検出する。温度センサ４２３は、組電池４１の温度Ｔを検出する。荷重センサ４２４は、組電池４１の荷重Ｌを検出する（後述）。各センサは、その検出結果を示す信号を電池ＥＣＵ４３に出力する。

電池ＥＣＵ４３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ４３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ４３２と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）とを含む。電池ＥＣＵ４３は、監視ユニット４２の各センサからの信号の入力ならびにメモリ４３２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、統合ＥＣＵ７０と協調しながら組電池４１を管理する。本実施の形態において電池ＥＣＵ４３により実行される主要な処理としては、組電池４１が正規品であるかどうかを診断する「診断処理」が挙げられる。電池ＥＣＵ４３による診断処理については後述する。

ＰＣＵ５０は、たとえば、インバータと、コンバータ（いずれも図示せず）とを含む。ＰＣＵ５０は、統合ＥＣＵ７０からの制御信号に従って、組電池４１とモータジェネレータ６０との間で双方向の電力変換を実行する。

モータジェネレータ６０は、たとえば永久磁石がロータ（図示せず）に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ６０は、組電池４１からの供給電力を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ６０は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ６０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ５０により直流電力に変換されて組電池４１に充電される。

統合ＥＣＵ７０は、電池ＥＣＵ４３と同様に、プロセッサと、メモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。統合ＥＣＵ７０は、車両１に設けられた各センサからの信号の入力ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように機器類（ＡＣ／ＤＣコンバータ２０、充電リレー３０およびＰＣＵ５０）を制御する。統合ＥＣＵ７０は、たとえば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０および／またはＰＣＵ５０を制御することによって組電池４１の充放電を制御する。なお、車両１に搭載されるＥＣＵは、適宜、統合して構成されていてもよいし機能毎に分割して構成されていてもよい。

＜組電池の構造＞
図２は、本実施の形態における組電池４１の構造を概略的に示す斜視図である。組電池４１は、複数のスタック４１０（モジュールまたはブロックとも呼ばれる）を含む。複数のスタック４１０は、互いに直列接続されていてもよいし並列接続されていてもよい。図１には複数のスタック４１０うちの１つが代表的に示されている。

スタック４１０は、複数のセル８１と、複数の樹脂枠８２と、一対のエンドプレート８３と、一対の拘束バンド８４とを含む。スタック４１０では、複数のセル８１と複数の樹脂枠８２とが積層されることにより積層体が形成されている。以下では、積層体の高さ方向をＨＧと記載し、積層体の長さ方向（積層方向）をＬＮと記載し、積層体の幅方向をＷＤと記載する。

複数のセル８１の各々は、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。スタック４１０に含まれるセルの数は特に限定されるものではない。各セル８１の構成は共通である。セル８１の構成については図３にて説明する。

複数の樹脂枠８２の各々は、積層方向ＬＮに隣り合う２つのセル８１の間に配置されている。

一対のエンドプレート８３は、積層体の積層方向ＬＮの一方端と他方端とに配置されている。つまり、エンドプレート８３は、積層体を積層方向ＬＮに両側から挟み込むように配置されている。

一対の拘束バンド８４は、樹脂枠８２の上面と下面とに配置されている。拘束バンド８４は、積層体を挟み込んだ状態の一対のエンドプレート８３を互いに拘束する。

図３は、セル８１の構成の一例を示す透視斜視図である。この例では、セル８１はリチウムイオン電池である。

セル８１は、略直方体形状を有する角型セルである。セル８１のケース上面は蓋体８１１によって封止されている。蓋体８１１には、正極端子８１２および負極端子８１３が設けられている。正極端子８１２および負極端子８１３の各々の一方端は、蓋体８１１から外部に突出している。正極端子８１２および負極端子８１３の各々の他方端は、ケース内部において、内部正極端子および内部負極端子（いずれも図示せず）にそれぞれ電気的に接続されている。なお、図示しないが、隣り合う２つのセル８１は、バスバーにより互いに電気的に接続されている。

ケース内部には電極体８１４が収容されている。電極体８１４は、たとえば、正極８１５と負極８１６とがセパレータ８１７を介して積層され、さらに筒状に捲回されることにより形成されている。電解液は、正極８１５、負極８１６およびセパレータ８１７等に保持されている。なお、電極体８１４として捲回体に代えて積層体を採用することも可能である。

正極８１５、負極８１６、セパレータ８１７および電解液には、リチウムイオン二次電池の正極、負極、セパレータおよび電解液として従来公知の構成および材料を用いることができる。一例として、正極８１５は、正極合剤であるＮＣＭ（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２）と、正極箔であるアルミニウム（Ａｌ）箔とを含む。負極８１６は、負極合剤である黒鉛（Ｃ）と、負極箔である銅（Ｃｕ）箔とを含む。セパレータには、ポリオレフィン（たとえばポリエチレンまたはポリプロピレン）を用いることができる。電解液は、有機溶媒（たとえばＤＭＣ（dimethyl carbonate)とＥＭＣ（ethyl methyl carbonate)とＥＣ（ethylene carbonate)との混合溶媒）と、リチウム塩（たとえばＬｉＰＦ_６）と、添加剤（たとえばＬｉＢＯＢ（lithium bis(oxalate)borate）またはＬｉ［ＰＦ_２（Ｃ_２Ｏ_４）_２］）とを含む。

＜荷重変動＞
以上のように構成された車両１において、組電池４１は、その使用に伴い、または時間の経過とともに劣化する。組電池４１の劣化が相当程度進んだ場合には、組電池４１を新たな組電池（または劣化が比較的進行していない中古品の組電池）に置き換えることが考えられる。その際に、模倣品または不正改造品などの非正規の組電池が選択される可能性がある。

特許文献１に記載された発明のように、組電池４１が正規品であるかどうかを組電池４１の重量に基づいて診断することも考えられる。しかし、そうすると、重量は同等であるものの、重量以外の特性（セルの外形形状もしくは構造、または、電池材料など）が異なる組電池４１に置き換えられた場合には、その組電池４１が正規品であるかどうかを適切に診断できない可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、組電池４１が正規品であるか非正規品であるかを診断するために、車両１のプラグイン充電時における荷重変動が用いられる。より具体的には、図２に示すように、各スタック４１０の積層体の積層方向ＬＮには荷重センサ４２４が設けられている。荷重センサ４２４としては、ロードセル、タクタイルセンサなどを採用できる。荷重センサ４２４は、車両１のプラグイン充電に伴うスタック４１０の荷重変動を測定する。そうすると、以下の図４に示すような結果が得られる。

図４は、プラグイン充電に伴う荷重変動の一例を示す図である。図４において、横軸はスタック４１０のＳＯＣ（State Of Charge）を表す。縦軸は、荷重センサ４２４により測定された荷重変動量（単位：ｋＮ）を表す。

車両１のプラグイン充電の結果、スタック４１０のＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１から第２の基準値ＲＥＦ２まで上昇した例について説明する。この例では、第１の基準値ＲＥＦ１＝０％であり、第２の基準値ＲＥＦ２＝１００％である。ただし、ＲＥＦ１＜ＲＥＦ２との関係を満たせば、各基準値の定め方は、これに限定されるものではない。縦軸の荷重変動量とは、ＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１（ＳＯＣ＝０％）である場合の荷重を基準とした値である。車両１のプラグイン充電に伴い、スタック４１０内の各セル８１が膨張することでスタック４１０の荷重変動量が増大する。

スタック４１０が正規品Ｇであった場合、第２の基準値ＲＥＦ２（ＳＯＣ＝１００％）における荷重変動量と、第１の基準値ＲＥＦ１（ＳＯＣ＝０％）における荷重変動量との差は、ΔＬｇであった。以下、この差を「荷重差」とも呼ぶ。図４には、正規品Ｇのサンプルを２つ準備し、両サンプルの荷重変動量を測定した結果が示されている。２つのサンプルの荷重差ΔＬｇは、ほぼ一致した。

これに対し、スタック４１０がある非正規品Ｘであった場合、ＳＯＣ＝１００％における荷重変動量と、ＳＯＣ＝０％における荷重変動量との荷重差は、ΔＬｘであった。また、スタック４１０が他の非正規品Ｙであった場合、ＳＯＣ＝１００％における荷重変動量と、ＳＯＣ＝０％における荷重変動量との荷重差は、ΔＬｙであった。

この測定結果に関しては、非正規品Ｘ，Ｙにおける荷重差ΔＬｘ，ΔＬｙは、正規品Ｇにおける荷重差ΔＬｇよりも大きかった。このように、正規品Ｇにおける荷重差ΔＬ０と、非正規品Ｘ，Ｙにおける荷重差ΔＬｘまたはΔＬｙとの間には、有意な差異を確認できた。

＜診断基準＞
図５は、実施の形態１における正規品の診断基準を説明するための図である。図４にて説明したような事前に実施した測定結果に基づき、正規品Ｇを測定した場合の荷重差ΔＬｇを含む一定範囲を定めることができる。以下、この範囲を「正規範囲」と呼ぶ。正規範囲の上限値をＵＬと記載し、下限値をＬＬと記載する（ＬＬ＜ΔＬｇ＜ＵＬ）。

そして、車両１のプラグイン充電時に、診断対象とするスタック４１０（対象スタックと記載する）の荷重差ΔＬを測定し、その測定結果を正規範囲と比較する。荷重差ΔＬが正規範囲内である場合、対象スタックは正規品であると診断できる。一方、荷重差ΔＬが正規範囲外である場合、対象スタックは正規品でない（非正規品である）と診断できる。このように、電池ＥＣＵ４３は、荷重センサ４２４による荷重差ΔＬの測定結果に基づいて、各スタック４１０が正規品／非正規品のどちらであるかを診断できる。

＜診断フロー＞
図６は、実施の形態１における診断処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件成立時（たとえば電池パック４０が交換された場合）に実行される。各ステップは、電池ＥＣＵ４３によるソフトウェア処理により実現されるが、電池ＥＣＵ４３内に作製されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

このフローチャートでは、組電池４１に含まれる複数のスタック４１０のうちのいずれか１つのスタック４１０が診断対象とされる。このスタック（対象スタック）以外のスタック４１０に対しても同様の処理を実行することで、２以上のスタック４１０も診断可能である。

Ｓ１０１において、電池ＥＣＵ４３は、重量センサ（図示せず）を用いて対象スタックの重量Ｗを測定する。また、電池ＥＣＵ４３のメモリ４３２には、電池パック４０の初期状態（工場出荷時の状態など）での各スタック４１０の重量Ｗ０が不揮発的に記憶されている。電池ＥＣＵ４３は、Ｓ１０１にて測定された重量Ｗと、初期状態での重量Ｗ０との重量差ΔＷ（＝Ｗ－Ｗ０）を算出する（Ｓ１０２）。そして、電池ＥＣＵ４３は、重量差ΔＷが予め定められた閾値ＴＨ未満であるどうかを判定する（Ｓ１０３）。重量差ΔＷが閾値ＴＨ以上である場合（Ｓ１０３においてＮＯ）、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックが非正規品であると診断する（Ｓ１１２）。一方、重量差ΔＷが閾値ＴＨ未満である場合（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、処理をＳ１０４に進める。なお、Ｓ１０１～Ｓ１０３の処理の詳細については特許文献１を参照できる。

Ｓ１０４において、電池ＥＣＵ４３は、車両１のプラグイン充電が開始されたか否かを判定する。電池ＥＣＵ４３は、車両１のプラグイン充電が開始されるまで処理を待機し（Ｓ１０４においてＮＯ）、車両１のプラグイン充電が開始されると（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、処理をＳ１０５に進める。その後、組電池４１（各スタック４１０）のＳＯＣは時間の経過とともに上昇していく。電池ＥＣＵ４３は、各スタック４１０のＳＯＣを、たとえば定期的に算出する。

Ｓ１０５において、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックのＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１に達したかどうかを判定する。対象スタックのＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１以上になった場合（Ｓ１０５においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、荷重センサ４２４を用いて対象スタックの荷重変動量Ｌ１を測定する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０７において、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックのＳＯＣが第２の基準値ＲＥＦ２に達したかどうかを判定する。対象スタックのＳＯＣが第２の基準値ＲＥＦ２以上になった場合（Ｓ１０７においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、荷重センサ４２４を用いて対象スタックの荷重変動量Ｌ２を測定する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０９において、電池ＥＣＵ４３は、Ｓ１０８にて測定した荷重変動量Ｌ２と、Ｓ１０６にて測定した荷重変動量Ｌ１との荷重差ΔＬ（＝Ｌ２－Ｌ１）を算出する。そして、電池ＥＣＵ４３は、荷重差ΔＬが正規範囲（下限値ＬＬと上限値ＵＬとの間の範囲）に含まれるかどうかを判定する（Ｓ１１０）。

荷重差ΔＬが正規範囲内である場合（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックが正規品であると診断する（Ｓ１１１）。

これに対し、荷重差ΔＬが正規範囲外である場合（Ｓ１１０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックが非正規品であると診断する（Ｓ１１２）。この場合には、電池ＥＣＵ４３は、車載ディスプレイなどのＨＭＩ（Human Machine Interface）に警告メッセージを表示させるなどして車両１のユーザ（ドライバ）に警告を発してもよい。また、電池ＥＣＵ４３は、統合ＥＣＵ７０と協調して、車両１のプラグイン充電の継続または再開を禁止したり、車両１の走行を禁止したりしてもよい（Ｓ１１３）。

以上のように、実施の形態１においては、荷重センサ４２４による荷重差ΔＬの測定結果に基づいて、各スタック４１０が正規品／非正規品のどちらであるかが診断される。したがって、実施の形態１によれば、スタック４１０の重量が同じであり、重量以外の特性（外形形状または電池材料など）が異なる場合であっても、スタック４１０が正規品であるか非正規品であるかを適切に診断できる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、２つのＳＯＣ間での荷重変動量の差（荷重差ΔＬ）を用いる構成について説明した。実施の形態２においては、荷重差ΔＬに代えて、荷重変動量の傾きを用いる構成について説明する。

図７は、プラグイン充電に伴う荷重変動の他の一例を示す図である。図７において、横軸は、図４と同様にスタック４１０のＳＯＣを表す。縦軸は、荷重センサ４２４により検出された荷重変動量の傾きを表す。荷重変動量の傾きとは、図４の縦軸に示した荷重変動量の微分係数（１次微分）である。

この例では、第１の基準値ＲＥＦ１をＳＯＣ＝０％に設定し、第２の基準値ＲＥＦ２をＳＯＣ＝２０％に設定できる。スタック４１０が正規品Ｇであった場合、ＳＯＣ＝２０％における荷重変動量の傾きＤ２と、ＳＯＣ＝０％における荷重変動量の傾きＤ１との差（以下、単に「傾きの差」とも呼ぶ）は、ΔＤｇであった。２つの正規品Ｇを測定した場合、傾きの差ΔＤｇは、ほぼ一致した。

これに対し、スタック４１０がある非正規品Ｘであった場合、ＳＯＣ＝２０％における荷重変動量の傾きと、ＳＯＣ＝０％における荷重変動量の傾きとの差は、ΔＤｘであった。また、スタック４１０が非正規品Ｙであった場合、ＳＯＣ＝２０％における荷重変動量の傾きと、ＳＯＣ＝０％における荷重変動量の傾きとの差は、ΔＤｙであった。

このように、図７に示す例では、非正規品Ｘ，Ｙにおける傾きの差ΔＤｘ，ΔＤｙは、正規品Ｇにおける傾きの差ΔＤｇよりも大きかった。荷重変動量の傾きについても、正規品Ｇと非正規品Ｘ，Ｙとの間に有意な差異を確認できた。したがって、実施の形態２においても実施の形態１（図５参照）と同様に、正規品Ｇを測定した場合の傾きの差ΔＤｇを含む一定範囲を「正規範囲」として定めることができる。

図８は、実施の形態２における診断処理を示すフローチャートである。Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理は、実施の形態１におけるＳ１０１～Ｓ１０４の処理（図６参照）と同様であるため、説明は繰り返さない。

Ｓ２０５において、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックのＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１に達したかどうかを判定する。対象スタックのＳＯＣが第１の基準値ＲＥＦ１以上になった場合（Ｓ２０５においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、荷重センサ４２４を用いて対象スタックの荷重変動量を測定し、それにより荷重変動量の傾きＤ１を算出する（Ｓ２０６）。

Ｓ２０７において、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックのＳＯＣが第２の基準値ＲＥＦ２に達したかどうかを判定する。対象スタックのＳＯＣが第２の基準値ＲＥＦ２以上になった場合（Ｓ２０７においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、荷重センサ４２４を用いて対象スタックの荷重変動量を測定し、それにより荷重変動量の傾きＤ２を算出する（Ｓ２０８）。

Ｓ２０９において、電池ＥＣＵ４３は、Ｓ２０８にて測定した傾きＤ２と、Ｓ２０６にて測定した傾きＤ１との差ΔＤ（＝Ｄ２－Ｄ１）を算出する。そして、電池ＥＣＵ４３は、傾きの差ΔＤが正規範囲に含まれるかどうかを判定する（Ｓ２１０）。

傾きの差ΔＤが正規範囲内である場合（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックが正規品であると診断する（Ｓ２１１）。一方、傾きの差ΔＤが正規範囲外である場合（Ｓ２１０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ４３は、対象スタックが非正規品であると診断する（Ｓ２１２）。実施の形態２においても、警告メッセージ表示、プラグイン充電禁止、走行禁止などの対応を取ることができる（Ｓ２１３）。

以上のように、実施の形態２においては、荷重変動量の傾きΔＤを算出した結果に基づいて、各スタック４１０が正規品／非正規品のどちらであるかが診断される。これにより、実施の形態２によれば、スタック４１０の重量が同じであり、他の特性が異なる場合であっても、スタック４１０が正規品であるか非正規品であるかを適切に診断できる。

実施の形態１では、第１の基準値ＲＥＦ１がＳＯＣ＝０％であり、第２の基準値ＲＥＦ２がＳＯＣ＝１００％であると説明した。これは、荷重変動量を用いる場合には、ＳＯＣの変化量が大きいほど荷重変動量の差（荷重差ΔＬ）も大きくなるためである。組電池４１を交換した場合、当初の組電池４１のＳＯＣは相当低い（０％に近い）ため、初回のプラグイン充電時に組電池４１を満充電する機会を利用して正規品／非正規品を診断できる。

ただし、車両１がプラグイン充電が可能に構成されていることは必須の条件ではない。車両の通常走行時（長い降坂走行時など）のＳＯＣ上昇を利用して正規品／非正規品を診断することも可能である。

一方、実施の形態２では、第１の基準値ＲＥＦ１がＳＯＣ＝０％であり、第２の基準値ＲＥＦ２がＳＯＣ＝２０％であると説明した。荷重変動量の傾きを用いる場合には、正規品と、比較対象として想定する非正規品とについて、図７に示したようなデータを事前に取得する。そして、当該データを分析し、荷重変動量の傾きの差が顕著になる範囲を第１の基準値ＲＥＦ１および第２の基準値ＲＥＦ２とによって適宜規定することが望ましい。この範囲を決定する際には、組電池４１の劣化に伴って荷重変動量がどのように変化するのかも考慮することが望ましい。

なお、実施の形態１では、正規品の荷重変動量の差（荷重差）ΔＬｇが本開示に係る「第２の荷重量」に相当し、対象スタックの荷重変動量の差（荷重差）ΔＬが本開示に係る「第１の荷重量」に相当する。実施の形態２では、正規品の荷重変動量の傾きΔＤｇが本開示に係る「第２の荷重量」に相当し、対象スタックの荷重変動量の傾きΔＤが本開示に係る「第１の荷重量」に相当する。また、実施の形態１，２のいずれにおいても、正規範囲が本開示に係る「範囲」に相当する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ インレット、２０ コンバータ、３０ 充電リレー、４０ 電池パック、４１ 組電池、４１０ スタック、４２ 監視ユニット、４２１ 電圧センサ、４２２ 電流センサ、４２３ 温度センサ、４２４ 荷重センサ、４３ 電池ＥＣＵ、４３１ プロセッサ、４３２ メモリ、６０ モータジェネレータ、７０ 統合ＥＣＵ、８０ 充電コネクタ、８１ セル、８２ 樹脂枠、８３ エンドプレート、８４ 拘束バンド、８１１ 蓋体、８１２ 正極端子、８１３ 負極端子、８１４ 電極体、８１５ 正極、８１６ 負極、８１７ セパレータ、９１ 充電ケーブル、９２ 外部電源。

Claims (1)

1. 二次電池の充電時における前記二次電池の荷重変動を表す第１の荷重量を検出する荷重センサと、
   前記二次電池が正規品かどうかを診断する診断装置とを備え、
   前記診断装置は、前記第１の荷重量が、正規品の充電時における荷重変動を表す第２の荷重量に基づいて定められた範囲外である場合に、前記二次電池が正規品でないと診断する、二次電池の診断システム。
   

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