JP4009416B2

JP4009416B2 - 組電池制御装置

Info

Publication number: JP4009416B2
Application number: JP2000322921A
Authority: JP
Inventors: 利明中西; 雅弘高田; 広隆石原; 究乾; 邦郎金丸; 義晃菊池
Original assignee: Panasonic Corp; Toyota Motor Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Toyota Motor Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2020-10-23
Also published as: US6486637B1; CN1305240A; CN1222073C; JP2001196102A; DE60034643D1; EP1096636A2; EP1096636B1; EP1096636A3; DE60034643T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池制御装置に関し、特に組電池を構成する多数の単電池もしくはモジュール電池の内、少なくとも１つが異常昇温したときに、これを検出する組電池制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２７００９４号公報には、電池の異常昇温検出装置が開示されている。上記特開平１０−２７００９４号公報に開示された異常昇温検出装置では、複数個の単電池の各々に昇温時に電気抵抗が急激に増大する温度センサを外部から取り付け、直列接続した全温度センサ抵抗値を測定し、単電池の異常昇温を検出する。単電池の異常昇温を検出する目的は、安全性の確保のためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述した特開平１０−２７００９４号公報に開示された従来の異常昇温検出装置では、単電池の異常昇温を検出するためだけに複数個の単電池の各々に温度センサを取り付けなければならないので、不経済である。
【０００４】
また、単電池が高温に達した事を検出した時点で、組電池の入出力を制御することには触れていない。
【０００５】
温度センサは単電池の個数分だけ直列に接続されているため、組電池全体の温度センサの抵抗値は、１個の温度センサの抵抗値に単電池の個数を乗じた値になる。
【０００６】
従って単電池の温度が異常値に変化したとき、変曲点で急激に抵抗値の変化が起こる温度センサを用いないと組電池全体の温度変化による抵抗値変化に埋もれてしまい異常を検出できない。
【０００７】
単電池の温度上昇が小さいならば、温度センサの抵抗値は変曲点に達しないから、温度センサの抵抗値は組電池全体の温度センサの抵抗値の変化の中に埋もれてしまい、単電池の微少な抵抗値の変化を検出して単電池の入出力を段階的に制御することはできない。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために為された。
【０００９】
本発明の目的は、複数個の単電池の各々に温度センサを取り付ける必要のない経済的な組電池制御装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、単電池の温度が上昇した際に組電池の入出力を抑制して異常状態に至らないように制御することができる組電池制御装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、単電池温度の上昇を抑制して、組電池をより長く使用することができる組電池制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る組電池制御装置は、組電池の入出力を制御する組電池制御装置であって、前記組電池は、直列に接続された複数のブロックを含み、前記複数のブロックのそれぞれは、直列に接続された複数の電池を含み、前記組電池制御装置は、前記組電池の電力の入出力を制御する電池電力入出力制御手段と、前記複数のブロックのそれぞれのブロック電圧を検出するブロック電圧検出手段と、前記組電池の電池電流を検出する電池電流検出手段と、前記ブロック電圧と前記電池電流とに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する異常昇温検出手段と、前記異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御する車両制御手段と、を備え、前記異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧と前記電池電流とに基づいて前記複数のブロックのそれぞれの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段を含み、前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出し、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
前記組電池制御装置は、前記組電池の電池温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、前記異常昇温検出手段は、前記組電池の電池温度に基づいて前記しきい値を設定するしきい値設定手段をさらに含み、前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記内部抵抗と前記しきい値設定手段により設定された前記しきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出してもよい。
【００１４】
前記車両制御手段は、前記異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、段階的に前記電池電力入出力制御手段を制御してもよい。
【００１５】
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記ブロック電圧の平均値と分散σ²とを演算する分散演算手段と、前記複数のブロックのそれぞれの前記ブロック電圧と前記平均値と前記分散σ²とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する分散異常昇温検出手段とをさらに含み、前記車両制御手段は、前記分散異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御してもよい。
【００１６】
前記分散異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧の少なくとも１つが充電時に所定値以上であるか否か、もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出してもよい。
【００１７】
前記分散演算手段は、第１タイミングにおける前記ブロック電圧と第２タイミングにおける前記ブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値および前記電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、前記分散異常昇温検出手段は、前記電圧差と前記電圧差平均値と前記電圧差分散とに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出してもよい。
【００１８】
前記第１タイミングは、前記電池電流検出手段により検出される電池電流が実質的に零であるタイミングを含んでもよい。
【００１９】
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの低残存容量判定と高残存容量判定とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する残存容量異常昇温検出手段をさらに含み、前記車両制御手段は、前記残存容量異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る組電池制御装置１００の構成例で、本発明の組電池制御装置が搭載されたハイブリット自動車における構成を示す。組電池制御装置１００は、組電池１０の入出力を制御する。組電池１０は、直列に接続された複数のブロック１０Ａを含む。複数のブロック１０Ａのそれぞれは、直列に接続された複数の単電池１０Ｂを含む。
【００２１】
組電池制御装置１００は、組電池１０の電力の入出力を制御する電池電力入出力部１と、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧を検出するブロック電圧検出部２と、組電池１０の電池電流を検出する電池電流検出部３と、ブロック電圧と電池電流とに基づいて、単電池１０Ｂの異常昇温を検出する異常昇温検出部４と、異常昇温検出部４による異常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制御する車両制御部５と組電池１０の電池温度を検出する電池温度検出部６とを備える。
【００２２】
異常昇温検出部４は、ブロック電圧と電池電流とに基づいて複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗を演算する内部抵抗演算部４Ａと、組電池１０の電池温度に基づいてしきい値を設定するしきい値設定部４Ｂと、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σ²とを演算する分散演算部４Ｃと、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧と平均値と分散σ²とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する分散異常昇温検出部４Ｄと、複数のブロック１０Ａのそれぞれの残存容量に基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する残存容量異常昇温検出部４Ｅとを含む。
【００２３】
電池電力入出力部１は、ハイブリッド自動車のインバータ１Ａとモータジェネレータ１Ｂとを含む。モータジェネレータ１Ｂは、トランスミッション１１を介してエンジン１２を駆動する。エンジン制御部１３は、車両制御部５の出力に基づいてエンジン１２を制御する。車両制御部５は、アクセルペダル７、ブレーキペダル８、シルトレバー９および電池残存容量検出部１４に接続される。
【００２４】
異常昇温検出部４は、複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗としきい値設定部４Ｂにより設定されたしきい値とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。
【００２５】
車両制御部５は、異常昇温検出４による異常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制御する。車両制御部５は、アクセルペダル７の出力、ブレーキペダル８の出力、シルトレバー９の出力および電池残存容量検出部１４の出力に基づいて、インバータ１Ａの電流量を制御する。インバータ１Ａの電流量を制御し、モータジェネレータ１Ｂを発電機もしくは電動機として制御することで、組電池１０の充放電を行う。
【００２６】
ブロック電圧検出部２は、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧をＡ／Ｄ変換する。異常昇温検出部４は、複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。電池温度検出部６は、組電池１０の電池温度をサーミスタで測定し、Ａ／Ｄ変換して異常昇温検出部４に出力する。
【００２７】
しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値は、単電池１０Ｂの構成材料もしくは単電池１０Ｂが接触する材料が、組電池１０の電池温度で適しているかどうかで決めれば良い。特にしきい値を単電池１０Ｂ内部の構成部品が特性の変曲点温度以下になるように定めれば、ＩＲが上昇した単電池１０Ｂの加速度的な劣化を防止することができる。その結果、組電池１０の寿命を延命することができる。
【００２８】
しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値は、ＩＲが上昇した単セル（単電池１０Ｂ）自身の発熱（反応熱とジュール熱との和）と、単電池１０Ｂの熱容量と周囲に拡散する熱との和から演算して求めることもできる。しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値は、予めＩＲの大きい単電池を作成して実験により求めても良い。しきい値が求まったら、ＩＲ判定しきい値マップや、出力制限マップに求めたしきい値を反映させる。
【００２９】
分散異常昇温検出部４Ｄは、ブロック電圧の少なくとも１つが充電時に所定値以上であるか否か、もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基づいて、単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。車両制御部５は、分散異常昇温検出部４Ｄによる異常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制御する。
【００３０】
組電池１０の中で１つもしくは少数の単電池１０Ｂが異常昇温となる不具合には、組電池１０の全体で温度が上昇する場合と異なり、以下の原因が考えられる。
【００３１】
１）単電池の自己短絡
単電池１０Ｂの自己短絡の際には単電池１０Ｂの内部の極板同士が短絡しているので、単電池１０Ｂの自己短絡を検出できても外部でそれを検出し入出力を遮断しても事態の悪化を防ぐことはできない。
【００３２】
２）単電池の過充電
単電池１０Ｂの過充電は、単電池１０Ｂの自己放電のばらつきが極めて大きい場合等に起こる。しかし、一般には組電池のうち、１個だけ充電効率が良いというのは極めてまれであり、通常は、充電時の組電池１０全体のＩＶ特性変化によりブロック１０Ａの過充電として検出することができる。
【００３３】
３）単電池１０Ｂの過放電や過充電、電槽割れの結果として起こる液枯れセルのジュール発熱
４）長期使用、長期放置による極板の活性度の低下および正負極板間のセパレータ中の電解液の減少により劣化したセルのジュール発熱
複数個の単電池の各々に温度センサを設ける従来の異常昇温検出装置により検出することができ、入出力の遮断によって事態の悪化を防ぐことができるのは、３）および４）である。
【００３４】
３）および４）はいずれも、単電池１０Ｂの内部抵抗（以下「ＩＲ」という。）の上昇を検出することができれば代替機能が実現できる。
【００３５】
内部抵抗演算部４Ａは、車両走行時の電池電流と各ブロック１０Ａのブロック電圧との電流電圧特性（ＩＶ特性）に基づいて複数のブロック１０ＡのそれぞれのＩＲ（傾き）を最小自乗法により演算する。しきい値設定部４Ｂは、温度検出部６により検出された組電池１０の電池温度に基づいてしきい値を設定する。
【００３６】
異常昇温検出部４は、内部抵抗演算部４Ａにより演算された複数のブロック１０ＡのそれぞれのＩＲがしきい値設定部４Ｂにより設定されたしきい値以上となったら、組電池１０の入出力を制限するための信号を車両制御部５に出力する。
【００３７】
実施の形態１に係る組電池の制御の手順を説明する。図２は、実施の形態１に係る組電池の制御の手順を示すフローチャートである。図３は、組電池の制御における各ブロックの電圧、電流および温度の取得処理の手順を示すフローチャートである。図４は、内部抵抗温度補正処理の手順を示すフローチャートである。図５は、電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャートである。図６は、電池の内部抵抗と電池の表面温度との関係を示すグラフである。
【００３８】
図２は本発明の一実施例の動作を示す、１秒毎に実施される内容のフローチャートである。
【００３９】
変数ＴＢ＿ＢＵＦは、ＴＢ用バッファを表す。変数ＩＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎブロックの電流の和を表す。変数Ｉ²ＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎブロックの電流の２乗の和を表す。変数ＴＢ［ｉ］は、組電池の代表温度を表す。組電池の代表温度は、図１および図３に示される温度検出部６で取得される。変数ＶＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のブロック電圧の和を表す。変数Ｖ［ｎ、ｉ］は、ｎブロック、ｉ秒（ｎ＝１〜１０、ｉ＝１〜６０秒）の時のブロック電圧を表す。変数ＩＶＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎブロックの電流と電圧との積の和を表す。
【００４０】
タイマ変数ｉを更新した後（Ｓ２０１）、各ブロック１０Ａに対応する電圧検出部２は各ブロック１０Ａの電圧を検出する。電流検出部３は組電池１０の電流を検出する。温度検出部６は組電池１０の温度を検出する（Ｓ２０２）。
【００４１】
タイマ変数ｉが６０未満である場合には、処理を終了する（Ｓ２０３でＹＥＳ）。タイマ変数ｉが６０以上である場合には（Ｓ２０３でＮＯ）、タイマ変数ｉおよびブロック番号カウンタｎに０を代入し、変数ＴＢ＿ＢＵＦに０を代入する（Ｓ２０４）。
【００４２】
ブロック番号カウンタｎを更新し（Ｓ２０５）、更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ２０６でＹＥＳ）、変数ＩＳＵＭ［ｎ］、変数Ｉ²ＳＵＭ［ｎ］、変数ＶＳＵＭ［ｎ］、変数ＩＶＳＵＭ［ｎ］および内部抵抗ＩＲ［ｎ］に０を代入する（Ｓ２０７）。
【００４３】
ブロック番号カウンタｎをゼロクリアした後（Ｓ２０８）、ブロック番号カウンタｎを更新する（Ｓ２０９）。更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ２１０でＹＥＳ）、変数ＴＢ＿ＢＵＦに変数ＴＢ［ｉ］を、変数ＩＳＵＭ［ｎ］に変数Ｉ［ｉ］を、変数Ｉ²ＳＵＭ［ｎ］に変数Ｉ［ｉ］をそれぞれ加える（Ｓ２１１）。
【００４４】
タイマ変数ｉを更新し（Ｓ２１２）、タイマ変数ｉが６０未満であるか否かを判断する（Ｓ２１３）。タイマ変数ｉが６０未満である場合には、Ｓ２０９へ戻る。
【００４５】
タイマ変数ｉが６０未満でない場合には、変数ＶＳＵＭ［ｎ］に変数Ｖ［ｎ、ｉ］を加算し、変数ＩＶＳＵＭ［ｎ］に変数Ｉ［ｉ］・Ｖ［ｎ、ｉ］を加算し（Ｓ２１４）、Ｓ２１２へ戻る。
【００４６】
更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ２１０でＮＯ）、ブロック番号カウンタｎにΦを代入し、変数ＴＢに変数ＴＢ＿ＢＵＦ／１０を代入する（Ｓ２１５）。
【００４７】
ブロック番号カウンタｎを更新し（Ｓ２１６）、更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ２１７でＹＥＳ）、変数ＩＳＵＭ、変数ＶＳＵＭ、変数ＩＶＳＵＭおよび変数Ｉ²ＳＵＭに基づいて、内部抵抗ＩＲ［ｎ］を算出する（Ｓ２１８）。その後Ｓ２１６へ戻る。
【００４８】
更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ２１７でＮＯ）、タイマ変数ｉをゼロクリアし（Ｓ２１９）、内部抵抗温度補正処理が実行される（Ｓ２２０）。
【００４９】
電池残存容量が３０％と８０％との間の範囲にない場合には（Ｓ２２１でＮＯ）、処理を終了する。電池残存容量が３０％と８０％との間の範囲にある場合には（Ｓ２２１でＹＥＳ）、電池入出力演算処理が実行される（Ｓ２２２）。異常昇温検出部４は、電池入出力値ＩＭＡＸを車両制御部５へ出力し（Ｓ２２３）、処理は終了する。
【００５０】
図３を参照して、各ブロックの電圧・電流・温度取得処理（Ｓ２０２）をさらに詳細に説明する。ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ３０１）。変数Ｖ［ｎ、ｉ］に電圧検出部２により検出されたブロック電圧を代入し、ブロック番号カウンタｎを更新する（Ｓ３０２）。ブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ３０３でＹＥＳ）、Ｓ３０２を繰り返す。
【００５１】
ブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ３０３でＮＯ）、変数Ｉ［ｉ］に電流検出部３により検出された組電池１０の電流値を代入し、変数ＴＢ［ｉ］に温度検出部６により検出された組電池１０の代表温度を代入し（Ｓ３０４）、各ブロックの電圧・電流・温度取得処理を終了する。
【００５２】
図４および図６を参照して、内部抵抗温度補正処理（Ｓ２２０）をさらに詳細に説明する。ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ４０１）。ブロック番号カウンタｎを更新した後（Ｓ４０２）、内部抵抗ＩＲ（ｎ）を内部抵抗温度特性近似関数ｆ（ＴＢ）、ｆ（２０）により補正する（Ｓ４０３）。
【００５３】
図６に示すように、内部抵抗は電池の温度によって変化する。このため、内部抵抗温度特性近似関数ｆ（ＴＢ）を用いて内部抵抗を補正する。ブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ４０４でＹＥＳ）、Ｓ４０２へ戻る。ブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ４０４でＮＯ）、内部抵抗温度補正処理を終了する。
【００５４】
図５を参照して、電池入出力制限信号演算処理（Ｓ２１７）をさらに詳細に説明する。ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ５０１）。ブロック番号カウンタｎを更新した後（Ｓ５０２）、内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０以下である場合には（Ｓ５０３でＮＯ）、ブロック番号カウンタｎが１０以下であるか否かを判断する（Ｓ５０４）。
【００５５】
ブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ５０４でＹＥＳ）、Ｓ５０２へ戻る。ブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ５０４でＮＯ）、変数ＦＬＡＧ＿ＣＨＧおよび変数ＦＬＡＧ＿ＤＣＨＧに電池入出力制限信号を出力しない事を表す１を代入し（Ｓ５０５）、電池入出力制限信号演算処理を終了する。
【００５６】
内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０よりも大きい場合には（Ｓ５０３でＹＥＳ）、変数ＦＬＡＧ＿ＣＨＧおよび変数ＦＬＡＧ＿ＤＣＨＧに電池入出力制限信号を出力する事を表す０を代入し（Ｓ５０６）、電池入出力制限信号演算処理を終了する。
【００５７】
図７は、実施の形態１に係る正常電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。図８は、正常電池における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。図９は、実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。図１０は、抵抗異常電池を含む組電池における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。
【００５８】
図７および図９を参照して、組電池１０が正常である場合には、各ブロック１０Ａに対応するブロック電圧ＶＢ１〜ＶＢ８は、図７に示すように実質的に等しい。一方、抵抗異常電池を含む組電池では、図９に示すように抵抗異常電池を含むブロック（図９に示す例ではブロック７）に対応するブロック電圧ＶＢ７は、抵抗異常電池を含まないブロック（図９に示す例ではブロック１〜ブロック６およびブロック８〜ブロック１０）に対応するブロック電圧ＶＢ１〜ＶＢ６およびブロック電圧ＶＢ８〜ＶＢ１０と異なる値を示す。
【００５９】
図８および図１０を参照して、組電池１０が正常である場合と抵抗異常電池を含む組電池との各ブロックの内部抵抗値を説明する。組電池１０が正常である場合には、各ブロック１０Ａに対応する内部抵抗ＩＲ１〜ＩＲ１０は、図８に示すように実質的に等しい。一方、抵抗異常電池を含む組電池では、図１０に示すように抵抗異常電池を含むブロック（図１０に示す例ではブロック７）に対応する内部抵抗ＩＲ７は、抵抗異常電池を含まないブロック（図１０に示す例ではブロック１〜ブロック６およびブロック８〜ブロック１０）に対応する内部抵抗ＩＲ１〜ＩＲ６および内部抵抗ＩＲ８〜ＩＲ１０と異なる値を示す。
【００６０】
図１１は、抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログの他の例を示すグラフである。図９に示す走行ログの例と同様に、抵抗異常電池を含むブロック（図１１に示す例ではブロック７）に対応するブロック電圧ＶＢ７は、抵抗異常電池を含まないブロック（図１１に示す例ではブロック１〜ブロック６およびブロック８〜ブロック１０）に対応するブロック電圧ＶＢ１〜ＶＢ６およびブロック電圧ＶＢ８〜ＶＢ１０と異なる値を示す。
【００６１】
以上のように実施の形態１によれば、異常昇温検出部４は複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗としきい値設定部４Ｂにより設定されたしきい値とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出し、車両制御部５は、異常昇温検出部４による異常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制御するので、複数個の単電池１０Ｂの各々に温度センサを取り付ける必要がない。このため、経済的に組電池１０を制御することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、組電池１０の入出力が段階的に制限される点である。車両制御部５は、異常昇温検出部４による異常昇温の検出結果に基づいて、段階的に電池電力入出力部１を制御する。
【００６３】
図１２は、実施の形態２に係る組電池の制御における電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態１で図２〜図５を参照して前述した組電池の制御の手順のうち実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、電池入出力制限信号演算処理である。電池入出力制限信号演算処理以外の処理は実施の形態１で前述した処理と同一であるので説明を省略する。
【００６４】
図１２を参照して、内部抵抗ＩＲに応じた電流最大値がＳ１２０３〜Ｓ１２１２で演算される。最大電流値ＭＩＮ値がＳ１２１３〜Ｓ１２１９で選択される。
【００６５】
単電池の不具合判定を実行したか否かが判定される（Ｓ１２０１）。単電池の不具合判定を実行しなかったと判定された場合には（Ｓ１２０１でＮＯ）、変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５５を代入する（Ｓ１２０２）。
【００６６】
単電池の不具合判定を実行したと判定された場合（Ｓ１２０１でＹＥＳ）、または変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５５を代入した場合には（Ｓ１２０２）、ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ１２０３）。
【００６７】
ブロック番号カウンタｎを更新した後、変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５５を代入する（Ｓ１２０４）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１４０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２０５）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１４０よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］および変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］をクリアする（Ｓ１２０８）。
【００６８】
内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１４０以下である場合には、内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２０６）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に５を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−５を代入する（Ｓ１２０９）。
【００６９】
内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０以下である場合には、内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１１０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２０７）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１１０よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に１０を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−１０を代入する（Ｓ１２１０）。
【００７０】
変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］および変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］をクリアした場合（Ｓ１２０８）、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に５を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−５を代入した場合（Ｓ１２０９）、または変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に１０を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−１０を代入した場合（Ｓ１２１０）には、単電池の不具合判定を実行する（Ｓ１２１１）。
【００７１】
単電池の不具合判定を実行した場合（Ｓ１２１１）、または内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１１０以下である場合（Ｓ１２０７でＮＯ）には、ブロック番号カウンタｎが１０以下であるか否かを判断する（Ｓ１２１２）。
【００７２】
ブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には、Ｓ１２０３へ戻る。ブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には、ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ１２１３）。
【００７３】
ブロック番号カウンタｎを更新した後（Ｓ１２１４）、変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２１５）。変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸに変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入する（Ｓ１２１６）。
【００７４】
変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも大きくない場合、変数ＩＣＨＧＭＡＸに変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入した場合には、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１２１７）。変数ＩＤＣＨＧＭＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも小さい場合には、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入する（Ｓ１２１８）。
【００７５】
変数ＩＤＣＨＧＭＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも小さくない場合、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入した場合には、ブロック番号カウンタｎが１０以下であるか否かを判断する（Ｓ１２１９）。
【００７６】
ブロック番号カウンタｎが１０以下である場合には、Ｓ１２１４へ戻る。ブロック番号カウンタｎが１０以下でない場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに基づいて信号を出力し（Ｓ１２２０）、電池入出力制限信号演算処理を終了する。
【００７７】
実施の形態２によれば、ＩＲの上昇に応じて段階的に充放電電流を制限するので、単に単電池１０Ｂの異常昇温を防ぐことができるだけでなく、以下の効果を得ることができる。
【００７８】
１）単電池１０ＢのＩＲが異常に上昇した場合であっても、単電池１０Ｂ内部の部品に適した温度以下に単電池１０Ｂの温度を制限するように、単電池１０Ｂを制御することができる。単電池１０ＢのＩＲの異常上昇を検出し組電池１０の入出力を制限することにより、単電池１０Ｂの活物質が変性して単電池１０Ｂの性能が加速度的に劣化するような温度以下で組電池１０を使用すれば、組電池１０の寿命を延命することができる。
【００７９】
単電池１０Ｂの内部に設けられた正極と負極との極板間のセパレータの軟化温度以下で、組電池１０を使用するようにすれば、単電池１０Ｂの正負極板間の内部短絡の発生確率を減らすことができる。
【００８０】
２）単電池１０ＢのＩＲの上昇を検出して組電池１０の入出力を制限すれば、単電池１０Ｂが異常温度に達しないように組電池１０を継続して使用することができる。例えば、ハイブリッド車の電池のような用途では、従来の異常昇温検出装置では単電池１０Ｂがある一定レベルの高温に達するまで異常を検出できないので、異常が検出された際は車両の動力源である組電池１０を即遮断する必要がある。
【００８１】
実施の形態２によれば、単電池１０Ｂの温度上昇を直接測定することはできないが、単電池１０Ｂの温度上昇をＩＲから推定し、組電池１０の入出力を段階的に制限することにより、組電池１０の使用時間を延長し継続使用することができる。
【００８２】
図６に示したようにニッケル水素単電池等はＩＲは電池温度が上昇すると低下する傾向があり、不具合によりＩＲ上昇した電池であっても同じ傾向が見られる。したがってしばらく走行しＩＲが小さくなったからといって、簡単にとりはらうと単電池の温度が上昇しているかもしれず、慎重に判定する必要がある。本実施例では、図１２の開始後に過去に単電池不具合判定した場合は入出力を元にもどさない処理を行ない、誤判定を防いでいる。
【００８３】
（実施の形態３）
実施の形態３が実施の形態１と異なる点は、分散演算部４Ｃが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σとを演算し、分散異常昇温検出部４Ｄが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σとに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する点である。
【００８４】
実施の形態３では、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧のばらつきを統計的に処理し、著しく外れたものがある場合に不具合判定し、組電池１０の入力と出力とを制限する。
【００８５】
分散異常昇温検出部４Ｄは、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の少なくとも１つが充電時に＋２．５σ以上であるとき、もしくは放電時に−２．５σ以上であるときに、車両制御部５に組電池１０の入出力を制限する信号を出力する。
【００８６】
実施の形態３では、単電池１０Ｂは本来特性のそろったものである事に着目して不具合電池を判定する。画一的なしきい値設定をして不具合判定を行うと、電池温度や電池残存容量の影響、劣化や低温でのＩＲのばらつきを考慮すると条件が複雑であり、膨大なデータが必要となるので、電池特性のデータ取得のための実験の手間や演算するＣＰＵの負荷が大きくなるからである。
【００８７】
図１３は、実施の形態３に係る組電池の制御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。図１４は、組電池の制御における変数初期化処理の手順を示すフローチャートである。図１５は、セル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【００８８】
図１３を参照して、内部変数ｓｕｍ＿ｖ、ｓｕｍ＿ｖおよびタイマ変数ｉが初期化される（Ｓ１３０１）。内部変数ｓｕｍ＿ｖに変数Ｖ＿ｉが加算され、内部変数ｓｕｍ＿ｖ２に（Ｖｉ×Ｖｉ）が加算され、タイマ変数ｉが更新される（Ｓ１３０２）。タイマ変数ｉが１０でない場合には（Ｓ１３０３でＮＯ）、Ｓ１３０２を繰り返す。
【００８９】
タイマ変数ｉが１０である場合には（Ｓ１３０３でＹＥＳ）、変数ａｖｅ＿ｖに内部変数ｓｕｍ＿ｖを１０で除した値が代入され、変数ｓ１に内部変数ｓｕｍ＿ｖと内部変数ｓｕｍ＿ｖ２とに基づいた値が代入され、変数ｓ＿ｖに変数ｓ１に基づいた値が代入される（Ｓ１３０４）。変数ｍａｘ＿ｖに変数Ｖｎの最大値が代入され、変数ｍｉｎ＿ｖに変数Ｖｎの最小値が代入される（Ｓ１３０５）。
【００９０】
変数ＩＢが０以上であるか否かが判断される（Ｓ１３０６）。変数ＩＢが０以上である場合には、変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きいか否かが判断される（Ｓ１３０７）。変数ＩＢが０よりも小さい場合には、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きいか否かが判断される（Ｓ１３０８）。
【００９１】
変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きい場合、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きい場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖを更新する（Ｓ１３０９）。
【００９２】
変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きくない場合、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きくない場合、または変数ｆｌａｇ＿ｖを更新した場合には、変数ｃｏｕｎｔを更新する（Ｓ１３１０）。変数ｃｏｕｎｔが６０である場合には（Ｓ１３１１でＹＥＳ）、セルに異常があると判定する（Ｓ１３１２）。変数ｃｏｕｎｔが６０でない場合（Ｓ１３１１でＮＯ）、セルに異常があると判定した場合には、異常昇温検出処理を終了する。
【００９３】
図１４を参照して、変数初期化処理を説明する。変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ１４０１）、変数初期化処理を終了する。
【００９４】
図１５を参照して、セル異常判定処理を説明する。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上であるか否かを判断する（Ｓ１５０１）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上である場合には、フェール処理を実行する（Ｓ１５０２）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上でない場合、フェール処理を実行した場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ１５０３）、セル異常判定処理を終了する。
【００９５】
図１６は、実施の形態３に係る正常電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。図１７は、実施の形態３に係る抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【００９６】
図１６および図１７を参照して、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σとに基づく評価値ＨＣにより、単電池１０Ｂの異常昇温が検出される。評価値ＨＣは、図１３を参照して前述した異常昇温検出処理のＳ１３０７における
（ａｖｅ＿ｖ − ｍｉｎ＿ｖ）／（ｓ＿ｖ）
もしくは、
（ｍａｘ＿ｖ − ａｖｅ＿ｖ）／（ｓ＿ｖ）
に対応する。
【００９７】
複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値は、変数ａｖｅ＿ｖに対応する。複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の分散σは変数ｓ＿ｖに対応する。
【００９８】
なお、不具合電池の交換を行った場合には、交換した電池はＩＲが小さいので、ブロック電圧が充電時に−２．５σ以内に入らない可能性がある。実施の形態３では、充電時には＋２．５σ以上しか不具合電池の判定を行わないので、誤判定は発生しない。
【００９９】
以上のように実施の形態３によれば、分散演算部４Ｃが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σ²とを演算し、分散異常昇温検出部４Ｄが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σ²とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出するので、温度補正する際の誤差を低減でき、抵抗異常電池の検出精度を向上させることができる。
【０１００】
また、低温で組電池から電力の入出力ができない場合や、低負荷、定電流充放電の場合のように電池電流の変化値が小さい状況下では、ＩＲを演算するのに最小自乗法を用いた場合は異常電池の検出精度が低下するが、実施の形態３では不具合なく判定できる。
【０１０１】
（実施の形態４）
実施の形態４が実施の形態３と異なる点は、分散演算部４Ｃが第１タイミングにおける複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧と第２タイミングにおける複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値およびその電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、分散異常昇温検出部４Ｄが前記電圧差と前記電圧差平均値と前記電圧差分散とに基づいて、単電池１０Ｂの内部抵抗の異常上昇を検出する点である。
【０１０２】
実施の形態４では、第１タイミングにおけるブロック電圧と第２タイミングにおけるブロック電圧との間の電圧差を統計的に処理し、著しく外れたものがある場合に不具合判定し、組電池１０の入力と出力とを制限する。
【０１０３】
図１８は、実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を検出する方法を説明するグラフである。図１９は、実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の誤検出を説明するグラフである。図２０は、実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の検出もれを説明するグラフである。
【０１０４】
実施の形態４では、ブロック電圧を統計的に処理し、図１８に示すように時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧の分布１８０２から大きく外れているブロック電圧１８０３を有する曲線１８０１に対応する電池の内部抵抗が異常上昇していると判断する。
【０１０５】
しかし時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧の瞬間的な値を処理するので、単電池１０Ｂの残存容量にばらつきが生じ、図１９に示すようにＯＣＶ（ＯｐｅｎＣｉｒｃｕｉｔＶｏｌｔａｇｅ（無負荷電圧）、Ｙ軸との接点、即ち、電流がゼロ（Ｉ＝０）となる点）がばらつくと、曲線１９０１に対応するブロック内の単電池１０Ｂの内部抵抗が異常上昇していないにもかかわらず、異常上昇したと検出するという誤検出が生ずる。
【０１０６】
またブロック電圧の瞬間的な値を処理するので、図２０に示すように、曲線２００１に対応するブロック内の単電池１０Ｂの内部抵抗が異常上昇しているにもかかわらず、異常上昇していないと判断するという検出漏れも発生する。
【０１０７】
図２１および図２２は、実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を電圧差に基づいて検出する方法を説明するグラフである。実施の形態４では、図２１および図２２に示すように、時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧と時刻ｔ２で電流Ｉ２が流れている時のブロック電圧との間の電圧差の平均およびその電圧差の分散に基づいて、単電池１０Ｂの内部抵抗の異常上昇を検出する。
【０１０８】
図２１に示すように、実施の形態４では時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧と時刻ｔ２で電流Ｉ２が流れている時のブロック電圧との間の電圧差に基づいて内部抵抗の異常上昇を検出するので、曲線１９０１は、図１９に示す例とは異なり、正常と判断されるので、誤検出されることがない。
【０１０９】
図２２に示すように、実施の形態４では時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧と時刻ｔ２で電流Ｉ２が流れている時のブロック電圧との間の電圧差に基づいて内部抵抗の異常上昇を検出するので、曲線２００１は、図２０に示す例とは異なり、異常と判断されるので、検出漏れが発生することがない。
【０１１０】
図２３は、実施の形態４に係る組電池の制御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。図２４は、組電池の制御における変数初期化処理の手順を示すフローチャートである。図２５は、セル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１１】
前述したように実施の形態４では、ブロック電圧の瞬時値ではなく、一定時間前（例えば、１秒前）のブロック電圧との電圧差を統計的に処理する。この方法によれば、下記の（式１）、（式２）および（式３）から明らかなように、ＯＣＶの影響を取り除くことが可能になる。
【０１１２】
【数１】

【０１１３】
制御開始時等、電流Ｉ１≒０となる時のブロック電圧を測定してもよい。
【０１１４】
図２３を参照して、ブロック電圧Ｖｉ（ｔ）と１秒前のブロック電圧Ｖｉ（ｔ−１）との間の電圧差Ｖｄｉを算出する（Ｓ２１０１）。内部変数ｓｕｍ＿ｖ、ｓｕｍ＿ｖ２およびタイマ変数ｉが初期化される（Ｓ２１０２）。内部変数ｓｕｍ＿ｖに変数Ｖｄｉが加算され、内部変数ｓｕｍ＿ｖ２に（Ｖｄｉ×Ｖｄｉ）が加算され、タイマ変数ｉが更新される（Ｓ２１０３）。タイマ変数ｉが１９でない場合には（Ｓ２１０４でＮＯ）、Ｓ２１０３を繰り返す。
【０１１５】
タイマ変数ｉが１９である場合には（Ｓ２１０４でＹＥＳ）、変数ａｖｅ＿ｖに内部変数ｓｕｍ＿ｖを２０で除した値が代入され、変数ｓ１に内部変数ｓｕｍ＿ｖと内部変数ｓｕｍ＿ｖ２とに基づいた値が代入され、変数ｓ＿ｖに変数ｓ１に基づいた値が代入される（Ｓ２１０５）。変数ｍａｘ＿ｖに変数Ｖｄｎの最大値が代入され、変数ｍｉｎ＿ｖに変数Ｖｄｎの最小値が代入される（Ｓ２１０６）。
【０１１６】
変数ＩＢが０以上であるか否かが判断される（Ｓ２１０７）。変数ＩＢが０以上である場合には、変数ＨＥＮＳＡ２に、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の２乗を変数ＶＡＲ＿Ｖで除した値が代入される（Ｓ２１０８）。
【０１１７】
変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きいか否かが判断される（Ｓ２１０９）。
【０１１８】
変数ＩＢが０よりも小さい場合には、変数ＨＥＮＳＡ２に、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗を変数ＶＡＲ＿Ｖで除した値が代入される（Ｓ２１１０）。
【０１１９】
変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きいか否かが判断される（Ｓ２１１１）。
【０１２０】
変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きい場合、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きい場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖを更新する（Ｓ２１１２）。
【０１２１】
変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きくない場合、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きくない場合、または変数ｆｌａｇ＿ｖを更新した場合には、変数ｃｏｕｎｔを更新する（Ｓ２１１３）。変数ｃｏｕｎｔが６０である場合には（Ｓ２１１４でＹＥＳ）、セルに異常があると判定する（Ｓ２１１５）。変数ｃｏｕｎｔが６０でない場合（Ｓ２１１４でＮＯ）、セルに異常があると判定した場合には、異常昇温検出処理を終了する。
【０１２２】
図２４を参照して、変数初期化処理を説明する。変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ２２０１）、変数初期化処理を終了する。
【０１２３】
図２５を参照して、セル異常判定処理を説明する。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上であるか否かを判断する（Ｓ２３０１）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上である場合には、フェール処理を実行する（Ｓ２３０２）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上でない場合、フェール処理を実行した場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ２３０３）、セル異常判定処理を終了する。
【０１２４】
以上のように実施の形態４によれば、分散演算部４Ｃが時刻ｔ１における複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧と時刻ｔ２における複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値およびその電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、分散異常昇温検出部４Ｄが前記電圧差と前記電圧差平均値と前記電圧差分散とに基づいて、単電池１０Ｂの内部抵抗の異常上昇を検出するので、単電池１０Ｂの残存容量およびＯＣＶがばらついても、誤検出および検出漏れが生ずることがない。
【０１２５】
（実施の形態５）
実施の形態５では、電池の電流と電圧との挙動により各ブロックの残存容量を一意的に判定する組電池制御装置において、同一のブロックに対して高残存容量判定が為されかつ低残存容量判定が為された場合に、異常と判定し組電池１０の入力と出力とを制限する。
【０１２６】
残存容量異常昇温検出部４Ｅは、複数のブロック１０Ａのそれぞれの残存容量に基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。車両制御部５は、残存容量異常昇温検出部４Ｅによる異常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制御する。
【０１２７】
図２６は、実施の形態５に係る正常電池における単電池の残存容量分布を示すグラフである。図２７は、抵抗異常電池を含む組電池における単電池の残存容量分布を示すグラフである。図２６および図２７は、各ブロック１０Ａのうち最小残存容量が１０％の値から各ブロック１０Ａのうち最大残存容量が９０％の値までの範囲を組電池１０の使用範囲に定めた場合の、組電池を構成する単電池と、正常電池及び故障電池を含むブロックの残存容量分布を示す。
【０１２８】
放電時の電池電圧と電池電流との関係に基づいて電池の残存容量を一意的に判定すると、正常な組電池では図２６に示すように、低残存容量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為されるブロックとは異なるブロックになる。一方故障電池を含む組電池では図２７に示すように、低残存容量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為されるブロックとは同一のブロックとなる。
【０１２９】
図２８は、残存容量ＳＯＣとブロック電圧ＶＢとの関係を示すグラフである。図２９は、電池電流ＩＢとブロック電圧ＶＢとの関係を示すグラフである。図２８を参照して、電池のブロック電圧は、残存容量（ＳＯＣ）の増加に伴って増大する。
【０１３０】
図２８および図２９を参照して、残存容量の中間域では、電池電流とブロック電圧とは直線ＬＭに示すように変化する。高ＳＯＣ領域では、中間域よりもブロック電圧が増大し、内部抵抗も増大する。従って、高ＳＯＣ領域では電池電流とブロック電圧とは直線ＬＨに示すように変化する。低ＳＯＣ領域では、中間域よりもブロック電圧が減少し、内部抵抗は増大する。従って、低ＳＯＣ領域では電池電流とブロック電圧とは直線ＬＬに示すように変化する。
【０１３１】
内部抵抗が増大した異常セルを含むブロックでは、電池電流とブロック電圧とは直線ＬＸに示すように変化する。直線ＬＸは、点Ｐ２で直線ＬＨと交わり、点Ｐ１で直線ＬＬと交わる。
【０１３２】
従って、内部抵抗が増大した異常セルを含むブロックは、高ＳＯＣ領域の電池の判定領域と重なり、低ＳＯＣ領域の電池の判定領域とも重なるので、電池電流ＩＢとブロック電圧ＶＢとにより内部抵抗が増大した異常セルを含むブロックの残存容量の判定をすると、誤判定となる。
【０１３３】
残存容量異常昇温検出部４Ｅは、低残存容量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為されるブロックとは異なるブロックであると判定した場合には、組電池は正常であると判断する。
【０１３４】
残存容量異常昇温検出部４Ｅは、低残存容量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為されるブロックとは同一のブロックであると判定した場合には、そのブロックに含まれる単電池１０Ｂに異常昇温が発生したと判断する。
【０１３５】
以上のように実施の形態５によれば、残存容量異常昇温検出部４Ｅは複数のブロック１０Ａのそれぞれの低残存容量判定と高残存容量判定とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出し、車両制御部５は残存容量異常昇温検出部４Ｅによる異常昇温の検出結果に基づいて電池電力入出力部１を制御するので、複数個の単電池１０Ｂの各々に温度センサを取り付ける必要がない。このため、経済的に組電池１０を制御することができる。
【０１３６】
以上の各実施形態において、複数のブロック１０Ａのそれぞれは、複数の単電池を含むとして説明したが、複数のモジュール電池で構成されていてもも良い。
【０１３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数個の単電池の各々に温度センサを取り付ける必要のない経済的な組電池制御装置を提供することができる。
【０１３８】
また本発明によれば、単電池の温度が上昇した際に組電池の入出力を抑制して異常状態に至らないように制御することができる組電池制御装置を提供することができる。
【０１３９】
さらに本発明によれば、単電池温度の上昇を抑制して、組電池をより長く使用することができる組電池制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る組電池制御装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る組電池の制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る組電池の制御における各ブロックの電圧、電流および温度の取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る組電池の制御における内部抵抗温度補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る組電池の制御における電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係る電池の内部抵抗と電池の表面温度との関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る正常電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図８】実施の形態１に係る正常電池における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。
【図９】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図１０】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電池における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。
【図１１】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログの他の例を示すグラフである。
【図１２】実施の形態２に係る組電池の制御における電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態３に係る組電池の制御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係る組電池の制御における変数初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３に係る組電池の制御におけるセル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態３に係る正常電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図１７】実施の形態３に係る抵抗異常電池を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図１８】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を検出する方法を説明するグラフである。
【図１９】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の誤検出を説明するグラフである。
【図２０】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の検出もれを説明するグラフである。
【図２１】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を電圧差に基づいて検出する方法を説明するグラフである。
【図２２】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を電圧差に基づいて検出する方法を説明するグラフである。
【図２３】実施の形態４に係る組電池の制御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態４に係る組電池の制御における変数初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態４に係る組電池の制御におけるセル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】実施の形態５に係る正常電池における単電池の残存容量分布を示すグラフである。
【図２７】実施の形態５に係る抵抗異常電池を含む組電池における単電池の残存容量分布を示すグラフである。
【図２８】残存容量ＳＯＣとブロック電圧ＶＢとの関係を示すグラフである。
【図２９】電池電流ＩＢとブロック電圧ＶＢとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１電池電力入出力部
２ブロック電圧検出部
３電池電流検出部
４異常昇温検出部
４Ａ内部抵抗演算部
１０組電池
１０Ａブロック
１０Ｂ単電池
１００組電池制御装置

Claims

組電池の入出力を制御する組電池制御装置であって、
前記組電池は、直列に接続された複数のブロックを含み、
前記複数のブロックのそれぞれは、直列に接続された複数の電池を含み、
前記組電池制御装置は、前記組電池の電力の入出力を制御する電池電力入出力制御手段と、
前記複数のブロックのそれぞれのブロック電圧を検出するブロック電圧検出手段と、
前記組電池の電池電流を検出する電池電流検出手段と、
前記ブロック電圧と前記電池電流とに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する異常昇温検出手段と、
前記異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御する車両制御手段と、
を備え、
前記異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧と前記電池電流とに基づいて前記複数のブロックのそれぞれの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段を含み、
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する組電池制御装置。
前記組電池制御装置は、前記組電池の電池温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、
前記異常昇温検出手段は、前記組電池の電池温度に基づいて前記しきい値を設定するしきい値設定手段をさらに含み、
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記内部抵抗と前記しきい値設定手段により設定された前記しきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する、請求項１記載の組電池制御装置。
前記車両制御手段は、前記異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、段階的に前記電池電力入出力制御手段を制御する、請求項１記載の組電池制御装置。
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記ブロック電圧の平均値と分散σ²とを演算する分散演算手段と、
前記複数のブロックのそれぞれの前記ブロック電圧と前記平均値と前記分散σ²とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する分散異常昇温検出手段とをさらに含み、
前記車両制御手段は、前記分散異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御する、請求項１記載の組電池制御装置。
前記分散異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧の少なくとも１つが充電時に所定値以上であるか否か、もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する、請求項４記載の組電池制御装置。
前記分散演算手段は、第１タイミングにおける前記ブロック電圧と第２タイミングにおける前記ブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値および前記電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、
前記分散異常昇温検出手段は、前記電圧差と前記電圧差平均値と前記電圧差分散とに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する、請求項４記載の組電池制御装置。
前記第１タイミングは、前記電池電流検出手段により検出される電池電流が実質的に零であるタイミングを含む、請求項６記載の組電池制御装置。
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの低残存容量判定と高残存容量判定とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する残存容量異常昇温検出手段をさらに含み、
前記車両制御手段は、前記残存容量異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御する、請求項１記載の組電池制御装置。