JP3649135B2 - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池の異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車の駆動用電池には、複数の単位電池（以下ではセルと呼ぶ）から成る組電池が用いられる。組電池の各セルはモジュールと呼ばれる所定数のセルごとに区分（ひとまとめをモジュール電池と呼ぶ）され、各モジュール電池ごとに設けられたセルコントローラによってモジュール電池を構成するセルが管理される。各セルコントローラは、セルコントローラが管理するモジュール電池から電力が供給される。一方、車両側には各セルコントローラを制御して組電池を管理するバッテリコントローラが設けられており、セルコントローラおよびバッテリコントローラ間はシリアル通信により相互にデータが送受信される。充放電の際、バッテリコントローラはセルコントローラから送信されるセル電圧データに基づいて充放電制御を行う。
【０００３】
ここで、バッテリコントローラは、セルコントローラから送信された各セル電圧に基づいて、異常セルの有無を車両の走行開始時に以下のように判断する。たとえば、組電池を構成する全セルについて、
▲１▼全セルの平均電圧Ｖmeanを求め、
▲２▼全セルの標準偏差σを求め、
▲３▼各セル電圧Ｖ−全セル平均電圧Ｖmean≧Ａ・σ（Ａは所定値）の関係が成立する場合に当該セルを異常と判断する。
すなわち、検出したセル電圧が、全セルの平均電圧Ｖmeanと標準偏差σとに基づく所定値以上である場合に、当該セルを異常と判断する。バッテリコントローラは、セルの異常を判断すると、メータ内に設けられているインジケータを点灯させてセル異常をドライバーに報知する。これにより、ドライバーは車両の整備を行うなどの適切な処置を講ずることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異常セル検出は、車両の走行開始時に検出したセル電圧を所定値と比較して異常か否かを判断するようにしていたので、たとえば、長時間放置されたことによって自己放電が生じてセル電圧が低下する場合と、セルの故障により電圧が低下する場合との故障原因の切り分けを行うことが困難であった。このため、長時間放置に起因してセル電圧が低下した状態、すなわち、組電池に対して充電を行えば正常になる状態であるにもかかわらずセル異常と判定されてしまい、その結果、車両を整備工場へ入庫してしまうことがある。
【０００５】
本発明の目的は、自己放電などによるセル電圧の低下と、短絡などによるセル異常とを識別するようにした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、図８に対応づけて本発明を説明する。
（１）請求項１に記載の発明は、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６で構成される組電池ＢＡＴの異常検出装置に適用される。そして、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の電圧をそれぞれ検出する電圧検出回路Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２と、電圧検出回路Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２による単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の検出電圧に応じて、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の平均容量と、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６のうちの所定の単位電池の容量との容量差を示す容量情報を算出する容量算出回路Ｂ／Ｃと、容量算出回路Ｂ／Ｃによって所定の時間間隔をおいて算出される容量情報である第１の容量情報ΔＡh１と第２の容量情報ΔＡh２との差に基づいて、所定の単位電池が異常か否かを判定する判定回路Ｂ／Ｃとを備えることにより、上述した目的を達成する。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の組電池の異常検出装置において、判定回路Ｂ／Ｃは、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の中で検出された電圧が最小値である単位電池を所定の単位電池として判定を行うことを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明は、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、判定回路Ｂ／Ｃは、第１の容量情報ΔＡ h １と第２の容量情報ΔＡ h ２との差が所定回数連続して基準値を超えるときに異常を判定す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１〜３に記載の発明による異常検出装置では、複数の単位電池で構成される組電池の異常の有無を判定するとき、複数の単位電池の平均容量と、複数の単位電池のうちの所定の単位電池の容量との容量差を示す容量情報であって、所定の時間間隔で算出される第１の容量情報と第２の容量情報との差に基づいて判定するようにした。したがって、検出電圧を所定値と比較して異常か否かを判断する従来技術と異なり、電池の充電容量によらず単位電池の異常を判定することができる。すなわち、組電池に自己放電が生じて単位電池の電圧が低下する場合と、単位電池の故障により他の単位電池に比べて電圧低下が異なる場合とを区別できる。
（２）とくに、請求項２に記載の発明では、検出電圧が最小値である電池について判定を行うようにしたので、全ての電池について判定処理を行う場合に比べて処理量を少なくすることができる。
（３）とくに、請求項３に記載の発明では、上記第１の容量情報と第２の容量情報との差が所定回数連続して基準値を超えると異常と判定するようにしたので、基準値を１回超えただけで直ちに異常とみなす場合に比べて、確実に異常判定を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態では、組電池をハイブリッド電気自動車の駆動用電池(電源)として用いる例を説明するが、これに限られるものではない。図１は、本発明の一実施の形態によるハイブリッド電気自動車の駆動用電気系統の全体構成図である。図１において、９６個のセルＣ１〜Ｃ９６が直列に接続されて組電池ＢＡＴを構成する。セルＣ１〜Ｃ９６は８個ずつまとめられ、それぞれセルコントローラＣ／Ｃ１、Ｃ／Ｃ２、…、Ｃ／Ｃ１２に接続される。１２個のセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２は、それぞれ接続される８個のセルを管理する。ここで、組電池ＢＡＴを構成するセルの数、およびセルを管理するセルコントローラの数は、本説明による数量に限定されるものではない。
【００１０】
セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２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からの信号に基づいて、接続されている各セルをそれぞれ容量調整するための信号を出力する。すなわち、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２には、図２に示すように容量調整回路２０を有している。この容量調整回路２０によるセルの容量調整については後述する。
【００１１】
１２個のセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２およびバッテリコントローラＢ／Ｃには、それぞれ不図示の通信インターフェイス回路が備えられている。セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２は、この通信インターフェイス回路を介してバッテリコントローラＢ／Ｃにより管理される。バッテリコントローラＢ／Ｃは、通信インターフェイス回路を介して各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２との間で通信を行い、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２を制御する一方、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から電池情報を受信する。
【００１２】
電池情報は、セル電圧検出時に各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２内の不図示の電圧検出回路によって検出される各セルの電圧値である。受信された電池情報は、バッテリコントローラＢ／Ｃ内の不図示のメモリに記憶され、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２の制御に利用される。セルの電圧値が所定の電圧範囲より高いと過充電であり、セルの電圧値が所定の電圧範囲より低いと過放電である。このように、セルの電圧値からセルの充電状態がわかる。
【００１３】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セルの電圧値から平均電圧を算出するとともに、１２つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２のそれぞれに対し、接続されている各セルの容量調整を行うための信号を出力する。モータコントローラＭ／Ｃは、バッテリコントローラＢ／Ｃから送られる電池の状態、アクセルペダルからの指令値、およびブレーキペダルからの指令値などの各種入力信号に基づいて、車両を駆動するモータＭに電力を供給するインバータＩＮＶを制御する。また、モータコントローラＭ／Ｃは、バッテリコントローラＢ／Ｃから送られる電池の状態に応じて、メータ内に設けられているインジケータランプを点灯させる。同様に、エンジンコントローラＥ／Ｃは、アクセルペダルからの指令値、およびブレーキペダルからの指令値に基づいて、車両を駆動するエンジンＥＮＧを制御する。モータコントローラＭ／ＣおよびエンジンコントローラＥ／Ｃは、互いに通信して協調制御が行われる。
【００１４】
図２は、セルコントローラＣ／Ｃ１とセルＣ１〜Ｃ８との間に設けられる容量調整回路を説明する図である。容量調整回路２０は、セルＣ１〜Ｃ９６の充電状態にばらつきが生じている場合に該当するセルを放電することで、所定の状態(たとえば平均電圧)として充電状態のばらつきを抑制する回路である。ここではセルコントローラＣ／Ｃ１を例に上げて説明するが、他のセルコントローラＣ／Ｃ２〜Ｃ／Ｃ１２もセルコントローラＣ／Ｃ１と同様である。
【００１５】
図２において、抵抗器Ｒ１およびトランジスタＴＲ１がセルＣ１の容量調整回路であり、セルＣ１を放電させる。抵抗器Ｒ２およびトランジスタＴＲ２がセルＣ２の容量調整回路であり、セルＣ２を放電させる。以下、同様に、抵抗器Ｒ３〜Ｒ８およびトランジスタＴＲ３〜ＴＲ８が、それぞれセルＣ３〜Ｃ８の容量調整回路であり、セルＣ３〜Ｃ８を放電させる。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８は、セルコントローラＣ／Ｃ１からそれぞれ送られるオン信号によってオンされ、それぞれ送られるオフ信号によってオフされる。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８がオンされると、対応する抵抗器Ｒ１〜Ｒ８を介してセルＣ１〜Ｃ８が放電される。セルコントローラＣ／Ｃ１は、上述した電圧検出データから充電状態のばらつきを判断したセルに対し、このセルに対応するトランジスタをオンして放電させる。図３は、セルＣ１〜Ｃ９６の充電状態にばらつきが生じている場合のセルごとの検出電圧を表す図である。図３において、横軸はセルNo.であり、縦軸は検出したセル電圧値である。バッテリコントローラＢ／Ｃが、上述したように調整目標(たとえば平均電圧)を超える電圧を有するセルを放電させることにより、図４に示すようにセル電圧の容量調整が行われる。
【００１６】
組電池ＢＡＴが図４のように容量調整された後で長時間放置されると、各々のセルに生じる自己放電や暗電流によって電圧低下が生じ、図５に示すように各セル間の電圧のばらつきが大きくなる。図３〜図５において、★印は異常セルを表す。異常セルは、内部短絡や寿命などにより自己放電量が大きいため、長時間の放置によって電圧値のばらつきが他のセルより大きくなる。本発明による異常セル検出装置は、このような異常セルの検出を行うものである。
【００１７】
上述したバッテリコントローラＢ／Ｃで行われる異常セル検出処理の流れについて、フローチャートを参照して説明する。図６および図７のフローチャートによる処理は、車両のイグニションスイッチがオンされた時に行われる。図６のステップＳ１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、ドライバーによって不図示のイグニションスイッチがオンされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオンされるとステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、イグニションスイッチがオンされない場合はステップＳ１の判定を繰り返す。ステップＳ２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２に対して各セル電圧を検出させ、検出されたセル電圧値をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から受信して不図示のメモリに記憶する。ステップＳ３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、検出された各セル電圧値に基づいて全セルの平均電圧値Ｖave１を算出してステップＳ４へ進む。
【００１８】
ステップＳ４において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セル電圧値の中で最低電圧値Ｖmin１を特定してステップＳ５へ進む。図７の処理では、最低電圧値Ｖmin１を有するセルについて、異常の有無が判定される。ステップＳ５において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（１）により全セルの平均電圧値Ｖave１と最低電圧値Ｖmin１との差ΔＶh１を算出する。
【数１】
ΔＶh１＝Ｖave１−Ｖmin１ （１）
図８は、セルの充電状態(充電容量)とセル電圧との関係を表す図である。図８において、横軸の充電状態が１００％に近づくほど縦軸のセル電圧が高まり、充電状態が低いほどセル電圧も低下する。バッテリコントローラＢ／Ｃは、上式（１）により電圧差ΔＶh１を算出すると、図８の関係を用いて充電容量差ΔＡh１を算出する。図８の関係は、あらかじめバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリに記憶されている。図８において、全セルの平均電圧値Ｖave１に対応する容量がＡave１、最低電圧値Ｖmin１に対応する容量がＡmin１である。
【００１９】
ステップＳ６において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、車両走行時に各セルに対する所定の充放電制御を行ってステップＳ７へ進む。ステップＳ７において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、ドライバーによって不図示のイグニションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオフされるとステップＳ７を肯定判定してステップＳ８へ進み、イグニションスイッチがオフされない場合はステップＳ６へ戻り、車両走行時の充放電制御を継続する。
【００２０】
ステップＳ８において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、内部のタイマー回路に計時をスタートさせてステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、タイマー回路があらかじめ定めた時間を計時したか否かを判定する。この計時は、イグニションスイッチオフ後に各セルの検出電圧が安定するまでの時間を確保するために行われる。バッテリコントローラＢ／Ｃは、タイマー回路によりあらかじめ定めた時間がカウントアップされるとステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０ヘ進み、カウントアップされない場合はステップＳ９を否定判定してステップＳ９の処理を繰り返す。
【００２１】
ステップＳ１０において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオンさせてステップＳ１１へ進む。ここで、イグニションスイッチは、ドライバーの操作によってオン／オフされるが、一方で、バッテリコントローラＢ／Ｃからの指令によってもオン／オフされるように構成されている。ステップＳ１１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２に対して各セル電圧を検出させ、検出されたセル電圧値をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から受信してメモリに記憶する。ステップＳ１２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、検出された各セル電圧値に基づいて全セルの平均電圧値Ｖave２を算出してステップＳ１３へ進む。
【００２２】
ステップＳ１３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セル電圧値の中で最低電圧値Ｖmin２を特定してステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（２）により全セルの平均電圧値Ｖave２と最低電圧値Ｖmin２との差ΔＶh２を算出する。
【数２】
ΔＶh２＝Ｖave２−Ｖmin２ （２）
バッテリコントローラＢ／Ｃは、上式（２）により電圧差ΔＶh２を算出すると、上述した図８の関係を用いて充電容量差ΔＡh２を算出し、図７のステップＳ１５へ進む。図８において、全セルの平均電圧値Ｖave２に対応する容量がＡave２、最低電圧値Ｖmin２に対応する容量がＡmin２である。
【００２３】
ステップＳ１５において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（３）により充電容量の変化値の差Ｘを算出してステップＳ１６へ進む。
【数３】
Ｘ＝ΔＡh１−ΔＡh２ （３）
ステップＳ１６において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、算出した差Ｘが所定値ａ以上か否かを判定する。Ｘ≧ａの場合にステップＳ１６を肯定判定してステップＳ１７へ進み、Ｘ＜ａの場合にステップＳ１６を否定判定してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３へ進む場合には、異常セルはないとみなされる。
【００２４】
ステップＳ１７において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、差Ｘの異常判定の回数をカウントするカウンタＣを＋１してステップＳ１８へ進む。ここで、カウンタＣの値は、図６の処理が開始される時点で０にリセットされており、差Ｘの異常判定の回数は３回までカウントされる。ステップＳ１８において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、Ｖave２の値をＶave１の値として更新し、Ｖmin２の値をＶmin１の値として更新する。ステップＳ１９において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、カウンタＣの値が３以上か否かを判定する。カウンタＣの値がＣ≧３の場合にステップＳ１９を肯定判定してステップＳ２１へ進み、カウンタＣの値がＣ＜３の場合にステップＳ１９を否定判定してステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオフにして図６のステップＳ８へ戻る。
【００２５】
ステップＳ２１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、差Ｘの異常を連続して３回判定すると、当該セルを異常と判断してステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セル異常の情報をモータコントローラＭ／Ｃに送出してステップＳ２３へ進む。これにより、モータコントローラＭ／Ｃがセル異常を示すインジケータランプを点灯し、ドライバーに電池交換の必要性を報知する。ステップＳ２３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオフにして図７の処理を終了する。
【００２６】
以上説明した実施の形態についてまとめる。
（１）走行中の組電池ＢＡＴに対する充放電制御時に、組電池ＢＡＴを構成する各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し、セル電圧が高いセルに対し、全セル電圧の平均電圧を調整目標として容量調整回路により当該セルを放電させるから、セル電圧のばらつきを抑えることができる。
（２）ドライバーによってイグニションスイッチがオンされたとき、組電池ＢＡＴを構成する各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し(ステップＳ２)、ドライバーによってイグニションスイッチがオフされて所定時間経過後に、再び各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出する(ステップＳ１１)。先に検出した全セルの平均電圧Ｖave１と全セル中の最低電圧Ｖmin１との電圧差ΔＶh１から、図８の関係により容量差ΔＡh１を算出し(ステップＳ５)、後から検出した全セルの平均電圧Ｖave２と全セル中の最低電圧Ｖmin２との電圧差ΔＶh２から、図８の関係により容量差ΔＡh２を算出し(ステップＳ１４)、２つの容量差ΔＡh１およびΔＡh２の差Ｘを算出する(ステップＳ１５)。差Ｘが所定値ａ以上である場合、所定時間経過後に再び各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し、上記と同様に、容量差ΔＡhを算出して前回算出した容量差ΔＡh２との差Ｘを算出する。容量差の差Ｘが３回続けて所定値ａ以上と判定されると、セル異常と判断する(ステップＳ２１)。これにより、
（２−１）各セル電圧の２回目以降の検出に際して、イグニションスイッチがオフされてから所定時間経過後、もしくは、前回のセル電圧検出から所定時間経過後に再びセル電圧を検出するようにしたので、電圧安定後のセル電圧を検出することができる。この結果、正確にセル異常の有無を判定することができる。
（２−２）容量差の差Ｘが３回続けて所定値ａ以上と判定される場合にセル異常と判断するようにしたので、セル電圧検出において誤差が生じる場合でも、１回の誤差発生により直ちにセル異常が判定されることがない。この結果、正確にセル異常の有無を判定することができる。
（２−３）全セルの平均電圧Ｖaveと全セル中の最低電圧Ｖminとの電圧差ΔＶhの差の大きさに応じてセル異常を判定するのではなく、電圧差ΔＶhから図８の関係により算出される容量差ΔＡhの差Ｘの大きさに応じてセル異常を判定するようにしたので、充電状態によってセル異常判定の確度が変わることがない。すなわち、図８において、電圧差ΔＶh１およびΔＶh２は充電状態によって変化するが、容量差ΔＡh１およびΔＡh２は電圧差ΔＶh１、ΔＶh２に比べて変化が小さい。これは、電圧差ΔＶhに応じてセル異常を判定すると、充電状態によって判定の確度が変わることを意味する。本実施の形態のように容量差ΔＡhに応じてセル異常を判定する結果、判定定閾値ａを変えることなく、セルの充電状態によらず、短絡や寿命などによって自己放電量が大きなセルを異常セルと判断することができる。
【００２７】
上述した説明では、バッテリコントローラＢ／Ｃが全セル中で最低電圧を有するセルのみについて異常の有無を判定するようにしたが、異常判定を行うセルはいくつでもよい。全セルについて異常判定を行ってもよいし、全セルの中で検出電圧が低い方から、たとえば、８セル分について異常判定を行うようにしてもよい。
【００２８】
以上の説明では、エンジンとモータとを搭載するハイブリッド自動車(ＨＥＶ)を例にあげて説明したが、駆動用エンジンを搭載しない電気自動車(ＥＶ)にも本発明を提供することができる。電気自動車では、走行終了後、イグニションスイッチをオフした後で車両に充電器を接続し、車両の組電池ＢＡＴに充電を行う場合がある。組電池ＢＡＴに対して充電を行う場合は、充電完了時に各セル電圧を検出して全セルの平均電圧Ｖaveと全セル中の最低電圧Ｖminとを求め、求めた値をそれぞれ変数Ｖave１およびＶmin１に代入してから、上述した図６および図７のフローチャートのステップＳ８以降の処理を行うようにする。また、電気自動車で走行終了後に車両の組電池ＢＡＴに充電を行わない場合は、ハイブリッド自動車と同様に、上述した図６および図７の処理を行えばよい。これにより、電気自動車の場合でも、ハイブリッド自動車と同様に、セルの充電状態によらず、短絡や寿命などによって自己放電量が大きなセルを異常セルと判断することができる。
【００２９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、セルＣ１〜９６が単位電池に、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２が電圧検出回路に、容量Ａave１、容量Ａmin１、容量Ａave２、容量Ａmin２、容量差ΔＡh１およびΔＡh２が容量情報に、バッテリコントローラＢ／Ｃが容量算出回路、および判定回路に、容量差ΔＡh１が第１の情報に、容量差ΔＡh２が第２の情報に、容量Ａave１および容量Ａave２が平均容量に、所定値ａが基準値に、それぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電気自動車の駆動用電気系統の全体構成図である。
【図２】容量調整回路を説明する図である。
【図３】セルの充電状態にばらつきが生じている場合のセルごとの検出電圧を表す図である。
【図４】容量調整後のセルごとの検出電圧を表す図である。
【図５】自己放電や暗電流によって電圧低下が生じたセルごとの検出電圧を表す図である。
【図６】バッテリコントローラで行われる異常セル検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】バッテリコントローラで行われる異常セル検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】セルの充電状態(充電容量)とセル電圧との関係を表す図である。
【符号の説明】
Ｂ／Ｃ…バッテリコントローラ、 Ｃ１〜Ｃ９６…セル、
Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２…セルコントローラ、
Ｅ／Ｃ…エンジンコントローラ、 Ｍ／Ｃ…モータコントローラ、
Ｒ１〜Ｒ８…抵抗器、 ＴＲ１〜ＴＲ８…トランジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池の異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車の駆動用電池には、複数の単位電池（以下ではセルと呼ぶ）から成る組電池が用いられる。組電池の各セルはモジュールと呼ばれる所定数のセルごとに区分（ひとまとめをモジュール電池と呼ぶ）され、各モジュール電池ごとに設けられたセルコントローラによってモジュール電池を構成するセルが管理される。各セルコントローラは、セルコントローラが管理するモジュール電池から電力が供給される。一方、車両側には各セルコントローラを制御して組電池を管理するバッテリコントローラが設けられており、セルコントローラおよびバッテリコントローラ間はシリアル通信により相互にデータが送受信される。充放電の際、バッテリコントローラはセルコントローラから送信されるセル電圧データに基づいて充放電制御を行う。
【０００３】
ここで、バッテリコントローラは、セルコントローラから送信された各セル電圧に基づいて、異常セルの有無を車両の走行開始時に以下のように判断する。たとえば、組電池を構成する全セルについて、
▲１▼全セルの平均電圧Ｖmeanを求め、
▲２▼全セルの標準偏差σを求め、
▲３▼各セル電圧Ｖ−全セル平均電圧Ｖmean≧Ａ・σ（Ａは所定値）の関係が成立する場合に当該セルを異常と判断する。
すなわち、検出したセル電圧が、全セルの平均電圧Ｖmeanと標準偏差σとに基づく所定値以上である場合に、当該セルを異常と判断する。バッテリコントローラは、セルの異常を判断すると、メータ内に設けられているインジケータを点灯させてセル異常をドライバーに報知する。これにより、ドライバーは車両の整備を行うなどの適切な処置を講ずることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異常セル検出は、車両の走行開始時に検出したセル電圧を所定値と比較して異常か否かを判断するようにしていたので、たとえば、長時間放置されたことによって自己放電が生じてセル電圧が低下する場合と、セルの故障により電圧が低下する場合との故障原因の切り分けを行うことが困難であった。このため、長時間放置に起因してセル電圧が低下した状態、すなわち、組電池に対して充電を行えば正常になる状態であるにもかかわらずセル異常と判定されてしまい、その結果、車両を整備工場へ入庫してしまうことがある。
【０００５】
本発明の目的は、自己放電などによるセル電圧の低下と、短絡などによるセル異常とを識別するようにした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、図８に対応づけて本発明を説明する。
（１）請求項１に記載の発明は、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６で構成される組電池ＢＡＴの異常検出装置に適用される。そして、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の電圧をそれぞれ検出する電圧検出回路Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２と、電圧検出回路Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２による単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の検出電圧に応じて、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の平均容量と、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６のうちの所定の単位電池の容量との容量差を示す容量情報を算出する容量算出回路Ｂ／Ｃと、容量算出回路Ｂ／Ｃによって所定の時間間隔をおいて算出される容量情報である第１の容量情報ΔＡh１と第２の容量情報ΔＡh２との差に基づいて、所定の単位電池が異常か否かを判定する判定回路Ｂ／Ｃとを備えることにより、上述した目的を達成する。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の組電池の異常検出装置において、判定回路Ｂ／Ｃは、複数の単位電池Ｃ１〜Ｃ９６の中で検出された電圧が最小値である単位電池を所定の単位電池として判定を行うことを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明は、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、判定回路Ｂ／Ｃは、第１の容量情報ΔＡ h １と第２の容量情報ΔＡ h ２との差が所定回数連続して基準値を超えるときに異常を判定す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１〜３に記載の発明による異常検出装置では、複数の単位電池で構成される組電池の異常の有無を判定するとき、複数の単位電池の平均容量と、複数の単位電池のうちの所定の単位電池の容量との容量差を示す容量情報であって、所定の時間間隔で算出される第１の容量情報と第２の容量情報との差に基づいて判定するようにした。したがって、検出電圧を所定値と比較して異常か否かを判断する従来技術と異なり、電池の充電容量によらず単位電池の異常を判定することができる。すなわち、組電池に自己放電が生じて単位電池の電圧が低下する場合と、単位電池の故障により他の単位電池に比べて電圧低下が異なる場合とを区別できる。
（２）とくに、請求項２に記載の発明では、検出電圧が最小値である電池について判定を行うようにしたので、全ての電池について判定処理を行う場合に比べて処理量を少なくすることができる。
（３）とくに、請求項３に記載の発明では、上記第１の容量情報と第２の容量情報との差が所定回数連続して基準値を超えると異常と判定するようにしたので、基準値を１回超えただけで直ちに異常とみなす場合に比べて、確実に異常判定を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態では、組電池をハイブリッド電気自動車の駆動用電池(電源)として用いる例を説明するが、これに限られるものではない。図１は、本発明の一実施の形態によるハイブリッド電気自動車の駆動用電気系統の全体構成図である。図１において、９６個のセルＣ１〜Ｃ９６が直列に接続されて組電池ＢＡＴを構成する。セルＣ１〜Ｃ９６は８個ずつまとめられ、それぞれセルコントローラＣ／Ｃ１、Ｃ／Ｃ２、…、Ｃ／Ｃ１２に接続される。１２個のセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２は、それぞれ接続される８個のセルを管理する。ここで、組電池ＢＡＴを構成するセルの数、およびセルを管理するセルコントローラの数は、本説明による数量に限定されるものではない。
【００１０】
セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２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からの信号に基づいて、接続されている各セルをそれぞれ容量調整するための信号を出力する。すなわち、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２には、図２に示すように容量調整回路２０を有している。この容量調整回路２０によるセルの容量調整については後述する。
【００１１】
１２個のセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２およびバッテリコントローラＢ／Ｃには、それぞれ不図示の通信インターフェイス回路が備えられている。セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２は、この通信インターフェイス回路を介してバッテリコントローラＢ／Ｃにより管理される。バッテリコントローラＢ／Ｃは、通信インターフェイス回路を介して各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２との間で通信を行い、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２を制御する一方、各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から電池情報を受信する。
【００１２】
電池情報は、セル電圧検出時に各セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２内の不図示の電圧検出回路によって検出される各セルの電圧値である。受信された電池情報は、バッテリコントローラＢ／Ｃ内の不図示のメモリに記憶され、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２の制御に利用される。セルの電圧値が所定の電圧範囲より高いと過充電であり、セルの電圧値が所定の電圧範囲より低いと過放電である。このように、セルの電圧値からセルの充電状態がわかる。
【００１３】
バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セルの電圧値から平均電圧を算出するとともに、１２つのセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２のそれぞれに対し、接続されている各セルの容量調整を行うための信号を出力する。モータコントローラＭ／Ｃは、バッテリコントローラＢ／Ｃから送られる電池の状態、アクセルペダルからの指令値、およびブレーキペダルからの指令値などの各種入力信号に基づいて、車両を駆動するモータＭに電力を供給するインバータＩＮＶを制御する。また、モータコントローラＭ／Ｃは、バッテリコントローラＢ／Ｃから送られる電池の状態に応じて、メータ内に設けられているインジケータランプを点灯させる。同様に、エンジンコントローラＥ／Ｃは、アクセルペダルからの指令値、およびブレーキペダルからの指令値に基づいて、車両を駆動するエンジンＥＮＧを制御する。モータコントローラＭ／ＣおよびエンジンコントローラＥ／Ｃは、互いに通信して協調制御が行われる。
【００１４】
図２は、セルコントローラＣ／Ｃ１とセルＣ１〜Ｃ８との間に設けられる容量調整回路を説明する図である。容量調整回路２０は、セルＣ１〜Ｃ９６の充電状態にばらつきが生じている場合に該当するセルを放電することで、所定の状態(たとえば平均電圧)として充電状態のばらつきを抑制する回路である。ここではセルコントローラＣ／Ｃ１を例に上げて説明するが、他のセルコントローラＣ／Ｃ２〜Ｃ／Ｃ１２もセルコントローラＣ／Ｃ１と同様である。
【００１５】
図２において、抵抗器Ｒ１およびトランジスタＴＲ１がセルＣ１の容量調整回路であり、セルＣ１を放電させる。抵抗器Ｒ２およびトランジスタＴＲ２がセルＣ２の容量調整回路であり、セルＣ２を放電させる。以下、同様に、抵抗器Ｒ３〜Ｒ８およびトランジスタＴＲ３〜ＴＲ８が、それぞれセルＣ３〜Ｃ８の容量調整回路であり、セルＣ３〜Ｃ８を放電させる。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８は、セルコントローラＣ／Ｃ１からそれぞれ送られるオン信号によってオンされ、それぞれ送られるオフ信号によってオフされる。トランジスタＴＲ１〜ＴＲ８がオンされると、対応する抵抗器Ｒ１〜Ｒ８を介してセルＣ１〜Ｃ８が放電される。セルコントローラＣ／Ｃ１は、上述した電圧検出データから充電状態のばらつきを判断したセルに対し、このセルに対応するトランジスタをオンして放電させる。図３は、セルＣ１〜Ｃ９６の充電状態にばらつきが生じている場合のセルごとの検出電圧を表す図である。図３において、横軸はセルNo.であり、縦軸は検出したセル電圧値である。バッテリコントローラＢ／Ｃが、上述したように調整目標(たとえば平均電圧)を超える電圧を有するセルを放電させることにより、図４に示すようにセル電圧の容量調整が行われる。
【００１６】
組電池ＢＡＴが図４のように容量調整された後で長時間放置されると、各々のセルに生じる自己放電や暗電流によって電圧低下が生じ、図５に示すように各セル間の電圧のばらつきが大きくなる。図３〜図５において、★印は異常セルを表す。異常セルは、内部短絡や寿命などにより自己放電量が大きいため、長時間の放置によって電圧値のばらつきが他のセルより大きくなる。本発明による異常セル検出装置は、このような異常セルの検出を行うものである。
【００１７】
上述したバッテリコントローラＢ／Ｃで行われる異常セル検出処理の流れについて、フローチャートを参照して説明する。図６および図７のフローチャートによる処理は、車両のイグニションスイッチがオンされた時に行われる。図６のステップＳ１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、ドライバーによって不図示のイグニションスイッチがオンされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオンされるとステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、イグニションスイッチがオンされない場合はステップＳ１の判定を繰り返す。ステップＳ２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２に対して各セル電圧を検出させ、検出されたセル電圧値をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から受信して不図示のメモリに記憶する。ステップＳ３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、検出された各セル電圧値に基づいて全セルの平均電圧値Ｖave１を算出してステップＳ４へ進む。
【００１８】
ステップＳ４において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セル電圧値の中で最低電圧値Ｖmin１を特定してステップＳ５へ進む。図７の処理では、最低電圧値Ｖmin１を有するセルについて、異常の有無が判定される。ステップＳ５において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（１）により全セルの平均電圧値Ｖave１と最低電圧値Ｖmin１との差ΔＶh１を算出する。
【数１】
ΔＶh１＝Ｖave１−Ｖmin１ （１）
図８は、セルの充電状態(充電容量)とセル電圧との関係を表す図である。図８において、横軸の充電状態が１００％に近づくほど縦軸のセル電圧が高まり、充電状態が低いほどセル電圧も低下する。バッテリコントローラＢ／Ｃは、上式（１）により電圧差ΔＶh１を算出すると、図８の関係を用いて充電容量差ΔＡh１を算出する。図８の関係は、あらかじめバッテリコントローラＢ／Ｃ内のメモリに記憶されている。図８において、全セルの平均電圧値Ｖave１に対応する容量がＡave１、最低電圧値Ｖmin１に対応する容量がＡmin１である。
【００１９】
ステップＳ６において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、車両走行時に各セルに対する所定の充放電制御を行ってステップＳ７へ進む。ステップＳ７において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、ドライバーによって不図示のイグニションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオフされるとステップＳ７を肯定判定してステップＳ８へ進み、イグニションスイッチがオフされない場合はステップＳ６へ戻り、車両走行時の充放電制御を継続する。
【００２０】
ステップＳ８において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、内部のタイマー回路に計時をスタートさせてステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、タイマー回路があらかじめ定めた時間を計時したか否かを判定する。この計時は、イグニションスイッチオフ後に各セルの検出電圧が安定するまでの時間を確保するために行われる。バッテリコントローラＢ／Ｃは、タイマー回路によりあらかじめ定めた時間がカウントアップされるとステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０ヘ進み、カウントアップされない場合はステップＳ９を否定判定してステップＳ９の処理を繰り返す。
【００２１】
ステップＳ１０において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオンさせてステップＳ１１へ進む。ここで、イグニションスイッチは、ドライバーの操作によってオン／オフされるが、一方で、バッテリコントローラＢ／Ｃからの指令によってもオン／オフされるように構成されている。ステップＳ１１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２に対して各セル電圧を検出させ、検出されたセル電圧値をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２から受信してメモリに記憶する。ステップＳ１２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、検出された各セル電圧値に基づいて全セルの平均電圧値Ｖave２を算出してステップＳ１３へ進む。
【００２２】
ステップＳ１３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、各セル電圧値の中で最低電圧値Ｖmin２を特定してステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（２）により全セルの平均電圧値Ｖave２と最低電圧値Ｖmin２との差ΔＶh２を算出する。
【数２】
ΔＶh２＝Ｖave２−Ｖmin２ （２）
バッテリコントローラＢ／Ｃは、上式（２）により電圧差ΔＶh２を算出すると、上述した図８の関係を用いて充電容量差ΔＡh２を算出し、図７のステップＳ１５へ進む。図８において、全セルの平均電圧値Ｖave２に対応する容量がＡave２、最低電圧値Ｖmin２に対応する容量がＡmin２である。
【００２３】
ステップＳ１５において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、次式（３）により充電容量の変化値の差Ｘを算出してステップＳ１６へ進む。
【数３】
Ｘ＝ΔＡh１−ΔＡh２ （３）
ステップＳ１６において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、算出した差Ｘが所定値ａ以上か否かを判定する。Ｘ≧ａの場合にステップＳ１６を肯定判定してステップＳ１７へ進み、Ｘ＜ａの場合にステップＳ１６を否定判定してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３へ進む場合には、異常セルはないとみなされる。
【００２４】
ステップＳ１７において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、差Ｘの異常判定の回数をカウントするカウンタＣを＋１してステップＳ１８へ進む。ここで、カウンタＣの値は、図６の処理が開始される時点で０にリセットされており、差Ｘの異常判定の回数は３回までカウントされる。ステップＳ１８において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、Ｖave２の値をＶave１の値として更新し、Ｖmin２の値をＶmin１の値として更新する。ステップＳ１９において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、カウンタＣの値が３以上か否かを判定する。カウンタＣの値がＣ≧３の場合にステップＳ１９を肯定判定してステップＳ２１へ進み、カウンタＣの値がＣ＜３の場合にステップＳ１９を否定判定してステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオフにして図６のステップＳ８へ戻る。
【００２５】
ステップＳ２１において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、差Ｘの異常を連続して３回判定すると、当該セルを異常と判断してステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、セル異常の情報をモータコントローラＭ／Ｃに送出してステップＳ２３へ進む。これにより、モータコントローラＭ／Ｃがセル異常を示すインジケータランプを点灯し、ドライバーに電池交換の必要性を報知する。ステップＳ２３において、バッテリコントローラＢ／Ｃは、イグニションスイッチをオフにして図７の処理を終了する。
【００２６】
以上説明した実施の形態についてまとめる。
（１）走行中の組電池ＢＡＴに対する充放電制御時に、組電池ＢＡＴを構成する各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し、セル電圧が高いセルに対し、全セル電圧の平均電圧を調整目標として容量調整回路により当該セルを放電させるから、セル電圧のばらつきを抑えることができる。
（２）ドライバーによってイグニションスイッチがオンされたとき、組電池ＢＡＴを構成する各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し(ステップＳ２)、ドライバーによってイグニションスイッチがオフされて所定時間経過後に、再び各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出する(ステップＳ１１)。先に検出した全セルの平均電圧Ｖave１と全セル中の最低電圧Ｖmin１との電圧差ΔＶh１から、図８の関係により容量差ΔＡh１を算出し(ステップＳ５)、後から検出した全セルの平均電圧Ｖave２と全セル中の最低電圧Ｖmin２との電圧差ΔＶh２から、図８の関係により容量差ΔＡh２を算出し(ステップＳ１４)、２つの容量差ΔＡh１およびΔＡh２の差Ｘを算出する(ステップＳ１５)。差Ｘが所定値ａ以上である場合、所定時間経過後に再び各セルの電圧をセルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２でそれぞれ検出し、上記と同様に、容量差ΔＡhを算出して前回算出した容量差ΔＡh２との差Ｘを算出する。容量差の差Ｘが３回続けて所定値ａ以上と判定されると、セル異常と判断する(ステップＳ２１)。これにより、
（２−１）各セル電圧の２回目以降の検出に際して、イグニションスイッチがオフされてから所定時間経過後、もしくは、前回のセル電圧検出から所定時間経過後に再びセル電圧を検出するようにしたので、電圧安定後のセル電圧を検出することができる。この結果、正確にセル異常の有無を判定することができる。
（２−２）容量差の差Ｘが３回続けて所定値ａ以上と判定される場合にセル異常と判断するようにしたので、セル電圧検出において誤差が生じる場合でも、１回の誤差発生により直ちにセル異常が判定されることがない。この結果、正確にセル異常の有無を判定することができる。
（２−３）全セルの平均電圧Ｖaveと全セル中の最低電圧Ｖminとの電圧差ΔＶhの差の大きさに応じてセル異常を判定するのではなく、電圧差ΔＶhから図８の関係により算出される容量差ΔＡhの差Ｘの大きさに応じてセル異常を判定するようにしたので、充電状態によってセル異常判定の確度が変わることがない。すなわち、図８において、電圧差ΔＶh１およびΔＶh２は充電状態によって変化するが、容量差ΔＡh１およびΔＡh２は電圧差ΔＶh１、ΔＶh２に比べて変化が小さい。これは、電圧差ΔＶhに応じてセル異常を判定すると、充電状態によって判定の確度が変わることを意味する。本実施の形態のように容量差ΔＡhに応じてセル異常を判定する結果、判定定閾値ａを変えることなく、セルの充電状態によらず、短絡や寿命などによって自己放電量が大きなセルを異常セルと判断することができる。
【００２７】
上述した説明では、バッテリコントローラＢ／Ｃが全セル中で最低電圧を有するセルのみについて異常の有無を判定するようにしたが、異常判定を行うセルはいくつでもよい。全セルについて異常判定を行ってもよいし、全セルの中で検出電圧が低い方から、たとえば、８セル分について異常判定を行うようにしてもよい。
【００２８】
以上の説明では、エンジンとモータとを搭載するハイブリッド自動車(ＨＥＶ)を例にあげて説明したが、駆動用エンジンを搭載しない電気自動車(ＥＶ)にも本発明を提供することができる。電気自動車では、走行終了後、イグニションスイッチをオフした後で車両に充電器を接続し、車両の組電池ＢＡＴに充電を行う場合がある。組電池ＢＡＴに対して充電を行う場合は、充電完了時に各セル電圧を検出して全セルの平均電圧Ｖaveと全セル中の最低電圧Ｖminとを求め、求めた値をそれぞれ変数Ｖave１およびＶmin１に代入してから、上述した図６および図７のフローチャートのステップＳ８以降の処理を行うようにする。また、電気自動車で走行終了後に車両の組電池ＢＡＴに充電を行わない場合は、ハイブリッド自動車と同様に、上述した図６および図７の処理を行えばよい。これにより、電気自動車の場合でも、ハイブリッド自動車と同様に、セルの充電状態によらず、短絡や寿命などによって自己放電量が大きなセルを異常セルと判断することができる。
【００２９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、セルＣ１〜９６が単位電池に、セルコントローラＣ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２が電圧検出回路に、容量Ａave１、容量Ａmin１、容量Ａave２、容量Ａmin２、容量差ΔＡh１およびΔＡh２が容量情報に、バッテリコントローラＢ／Ｃが容量算出回路、および判定回路に、容量差ΔＡh１が第１の情報に、容量差ΔＡh２が第２の情報に、容量Ａave１および容量Ａave２が平均容量に、所定値ａが基準値に、それぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電気自動車の駆動用電気系統の全体構成図である。
【図２】容量調整回路を説明する図である。
【図３】セルの充電状態にばらつきが生じている場合のセルごとの検出電圧を表す図である。
【図４】容量調整後のセルごとの検出電圧を表す図である。
【図５】自己放電や暗電流によって電圧低下が生じたセルごとの検出電圧を表す図である。
【図６】バッテリコントローラで行われる異常セル検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】バッテリコントローラで行われる異常セル検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】セルの充電状態(充電容量)とセル電圧との関係を表す図である。
【符号の説明】
Ｂ／Ｃ…バッテリコントローラ、 Ｃ１〜Ｃ９６…セル、
Ｃ／Ｃ１〜Ｃ／Ｃ１２…セルコントローラ、
Ｅ／Ｃ…エンジンコントローラ、 Ｍ／Ｃ…モータコントローラ、
Ｒ１〜Ｒ８…抵抗器、 ＴＲ１〜ＴＲ８…トランジスタ
Claims (3)
- 複数の単位電池で構成される組電池の異常検出装置において、
前記複数の単位電池の電圧をそれぞれ検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路による前記単位電池の検出電圧に応じて、前記複数の単位電池の平均容量と、前記複数の単位電池のうちの所定の単位電池の容量との容量差を示す容量情報を算出する容量算出回路と、
前記容量算出回路によって所定の時間間隔をおいて算出される前記容量情報である第１の容量情報と第２の容量情報との差に基づいて、前記所定の単位電池が異常か否かを判定する判定回路とを備えることを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 請求項１に記載の組電池の異常検出装置において、
前記判定回路は、前記複数の単位電池の中で検出された電圧が最小値である単位電池を前記所定の単位電池として前記判定を行うことを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 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、
前記判定回路は、前記第１の容量情報と前記第２の容量情報との差が所定回数連続して基準値を超えるときに前記異常を判定することを特徴とする組電池の異常検出装置。
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