JP6244850B2 - 組電池および電池劣化検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、組電池および電池劣化検知装置に関するものである。

二次電池について、電流が流れていない状態（無負荷時）における端子電圧と、所定の電流が流れたときの端子電圧とから内部抵抗を求め、予め用意した二次電池の内部抵抗と劣化度との関係を示すテーブルを参照して、二次電池の性能劣化を検出する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１８１２６２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、性能劣化を検出する対象となる二次電池が、他の二次電池と並列接続されている場合には、性能劣化の検出を行うことができないという問題があった。すなわち、複数の二次電池が並列接続されている場合には、並列接続された二次電池間において、互いの端子電圧が同じ値となるように、端子電圧が高い二次電池から低い二次電池へと調整電流が流れてしまう。そのため、並列接続された後の各二次電池の端子電圧を測定したとしても、二次電池の本来の端子電圧を得ることができず、性能劣化を検出することができないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、並列接続されている状態の二次電池の性能劣化を検出することができる電池制御装置を提供することである。

本発明は、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加した際に、二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出し、検出された緩和電流の積分値である緩和電流積分値が、所定の電流積分閾値以上であるか否かを判定することにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加した際において各二次電池に流れる緩和電流を検出し、このような緩和電流に基づいて二次電池の性能劣化の判定を行うものであるため、二次電池が並列接続されている場合においても、性能劣化の判定を適切に行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る電池制御装置を示す構成図である。 図２は、第１実施形態に係る電池制御装置と接続されている二次電池のうち、２つの二次電池を抜き出して示す図である。 図３は、二次電池に対して印加する所定の電流パターンの一例を示すグラフである。 図４は、並列接続されている二次電池に所定の電流パターンを印加した際に、各二次電池に流れる電流のプロファイルの一例を示すグラフである。 図５は、並列接続されている二次電池に所定の電流パターンを印加した際に、各二次電池に流れる電流のプロファイルの別の例を示すグラフである。 図６は、二次電池の性能劣化を判定する方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態に係る電池制御装置を示す構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

<<第１実施形態>>
図１は、本実施形態に係る電池制御装置２００を示す構成図である。本実施形態に係る電池制御装置２００は、組電池１００と接続され、組電池１００に含まれる二次電池の性能劣化を判定するための装置である。

組電池１００は、たとえば、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される組電池であり、図１に示すように、ｍ個の電池モジュールＣ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）を直列接続することで構成される。そして、組電池１００を構成する電池モジュールＣ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）は、それぞれｎ個の二次電池を並列接続することで形成される。本実施形態においては、電池モジュールＣ（Ｐ１）を構成するｎ個の二次電池Ｃ１１〜Ｃ１ｎは、たとえば、図示しないバスバーなどによって互いに並列接続される。なお、バスバーとしては、たとえば、銅により構成されたものを用いることができ、このようなバスバーが各二次電池の正極側および負極側の両側にそれぞれに配置されることで、二次電池同士が並列接続される。同様に、電池モジュールＣ（Ｐ２）を構成するｎ個の二次電池Ｃ２１〜Ｃ２ｎや、電池モジュールＣ（Ｐｍ）を構成するｎ個の二次電池Ｃｍ１〜Ｃｍｎも互いに並列接続されている。

本実施形態に係る電池制御装置２００は、組電池１００に含まれる二次電池について、容量の低下による性能劣化、または内部抵抗の増大による性能劣化の有無を判定するための電池制御装置であり、図１に示すように、測定部２１０と、劣化検出部２２０とを備えている。

電池制御装置２００の測定部２１０は、組電池１００と接続されており、組電池１００の各電池モジュールＣ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）をそれぞれ構成する二次電池の電圧および電流を取得するとともに、各二次電池の充放電を行う。

ここで、図２は、組電池１００に含まれる二次電池のうち、電池モジュールＣ（Ｐ１）を構成する二次電池Ｃ１１、Ｃ１２のみを抜き出して、測定部２１０とともに示した図である。図２に示すように、測定部２１０は、充放電器２１１と、制御装置２１２とを備えており、充放電器２１１が、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１、Ｃ１２と直接接続されている。

以下、図２を参照し、組電池１００から抜き出した二次電池Ｃ１１、Ｃ１２について、容量の低下による性能劣化を判定する方法を説明する。

まず、測定部２１０の充放電器２１１は、制御装置２１２からの指令により、充放電器２１１と接続された電池モジュールＣ（Ｐ１）の二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対し、性能劣化の判定を行うための所定の電流パターンを印加する。具体的には、充放電器２１１は、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対して、図３に示す所定の電流パターンを印加する。すなわち、充放電器２１１は、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２のそれぞれに対して、二次電池ごとに、図３に示すように、時間ｔ_０〜ｔ_１で電流Ｃ_{ｄｉｓｃｈａｒｇｅ}を印加し、時間ｔ_１〜ｔ_２では電流の印加を休止し、時間ｔ_２〜ｔ_３で電流Ｃ_{ｃｈａｒｇｅ}を印加し、時間ｔ_３〜ｔ_４では電流の印加を休止し、その後時間ｔ_４から再び電流Ｃ_{ｄｉｓｃｈａｒｇｅ}を印加するような電流パターンを印加する。なお、本実施形態においては、充放電器２１１は、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対して、電流Ｃ_{ｄｉｓｃｈａｒｇｅ}を印加することで二次電池Ｃ１１、Ｃ１２を放電させ、また、電流Ｃ_{ｃｈａｒｇｅ}を印加することで二次電池Ｃ１１、Ｃ１２を充電させる。

そして、測定部２１０の制御装置２１２は、充放電器２１１により電池モジュールＣ（Ｐ１）の二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対して上述した図３に示す電流パターンが印加された際に、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に実際に流れた電流のプロファイルを、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２が有する電流計１２０によって取得する。

なお、図１では図示省略したが、図２に示すように、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２は、それぞれ、電圧および電流を測定するための電圧計１１０および電流計１２０を有している。電圧計１１０としては、特に限定されず、公知の電圧計を用いることができる。また、電流計１２０としては、特に限定されないが、たとえば、シャント抵抗を用いた方式の電流計を用いることができる。すなわち、二次電池に対してシャント抵抗を並列接続し、二次電池に電流が流れた際におけるシャント抵抗の電圧を検出し、検出したシャント抵抗の電圧に基づいて、二次電池に流れた電流を求める方式の電流計を用いることができる。

本実施形態においては、上述したように二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対して図３に示す電流パターンを印加して得られる電流プロファイルにおいては、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２の中に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれているか否かに応じて電流の挙動が変化する。そのため、本実施形態においては、このような性質を利用し、上述した電流パターンを二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に印加して得られる電流プロファイルに基づいて、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれているか否かを判定する。

ここで、図４（Ａ）は、二次電池Ｃ１１、Ｃ１２がいずれも、容量の低下や内部抵抗の増大などによる性能劣化が発生していない二次電池（あるいは、性能劣化の度合いが所定値未満の二次電池）（以下、「正常電池」と呼ぶ）である場合に、このような二次電池Ｃ１１、Ｃ１２に対して、充放電器２１１により図３に示す電流パターンを印加した際に得られる電流プロファイルを示すグラフである。なお、図４（Ａ）に示すグラフにおいては、二次電池Ｃ１１に流れた電流を実線で示し、二次電池Ｃ１２に流れた電流を破線で示した。

一方、図４（Ｂ）は、二次電池Ｃ１１ａとして正常電池を、二次電池Ｃ１２ａとして容量の低下により性能劣化した二次電池（以下、「容量劣化電池」と呼ぶ）をそれぞれ用い、このような二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａを図２に示すように並列接続し、充放電器２１１により上記電流パターンを印加した際における、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａに流れた電流のプロファイルを示すグラフである。なお、図４（Ｂ）に示すグラフにおいては、二次電池Ｃ１１ａに流れた電流を実線で示し、二次電池Ｃ１２ａに流れた電流を破線で示した。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すグラフを比較すると、図４（Ｂ）に示すグラフにおいては、時間ｔ_３〜時間ｔ_４で、各二次電池に大きな電流が流れていることが確認できる。本実施形態においては、このような電流は、以下のようにして流れるものである。

すなわち、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａに対して、時間ｔ_２〜ｔ_３で充電を実行した後に、充電が休止されて無負荷状態となった時点では、正常電池である二次電池Ｃ１１ａの方が、容量劣化電池である二次電池Ｃ１２ａよりも適切に充電されたことで端子電圧が高くなる。そのため、充電が休止された直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４において、二次電池Ｃ１１ａと二次電池Ｃ１２ａとの間に端子電圧の差が生じ、これにより、二次電池Ｃ１１ａから二次電池Ｃ１２ａへ電流が流れ、これが図４（Ｂ）のグラフ上の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に流れる電流として検出される。

なお、この際においては、二次電池Ｃ１１ａから二次電池Ｃ１２ａへ流れる電流の大きさは、二次電池Ｃ１２ａの容量が低下しているほど大きくなる。また、二次電池の容量の低下は、たとえば、二次電池中の電解液が減るなどして、充放電を行うことができるリチウムイオンが減少してしまうことなどに起因して発生する。

本実施形態においては、このように、互いに並列接続された二次電池に上記電流パターンが印加された際における時間ｔ_３〜時間ｔ_４、すなわち、充電が休止され各二次電池が無負荷状態となった直後に、二次電池の間に流れる電流を、緩和電流Ｉ_αとして検出する。なお、図４（Ｂ）においては、時間ｔ_３〜時間ｔ_４における、二次電池Ｃ１１ａに流れた緩和電流Ｉ_αを緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１１ａ}として、二次電池Ｃ１２ａに流れた緩和電流Ｉ_αを緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１２ａ}として、それぞれ示した。

そして、本実施形態においては、このように、二次電池の容量が低下しているほど、二次電池の間に流れる緩和電流Ｉ_αが大きくなるという特性を利用して、電池制御装置２００の劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池について、容量の低下による性能劣化の判定を行う。なお、上述した図４（Ｂ）のグラフにおいては、２つの二次電池が並列接続されている場面に、各二次電池に緩和電流Ｉ_αが流れる例を示したが、二次電池が３つ以上並列接続されている場面においても、同様にして、各二次電池に対して図３に示す電流パターンを印加することにより、正常電池から容量劣化電池に緩和電流Ｉ_αが流れる。

以下、図４（Ｂ）に示すグラフを参照して、電池制御装置２００の劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａについて、容量の低下による性能劣化を判定する具体的な方法を説明する。

容量の低下による性能劣化を判定するための劣化検出部２２０は、図１に示すように、情報管理部２２１と、演算部２２２と、判定部２２３と、検出部２２４と、分析部２２５と、予測部２２６と、通知部２２７とを備えている。

まず、劣化検出部２２０は、測定部２１０により、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａに対して図３に示す電流パターンを印加した際における、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａに流れる緩和電流Ｉ_α（すなわち、図４（Ｂ）における、二次電池Ｃ１１ａの緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１１ａ}、および二次電池Ｃ１２ａの緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１２ａ}）を検出し、検出した緩和電流Ｉ_αの情報を、情報管理部２２１に記憶させる。

次いで、劣化検出部２２０は、演算部２２２によって、情報管理部２２１に記憶された緩和電流Ｉ_αの情報を読み出し、読み出した緩和電流Ｉ_αの積分値である緩和電流積分値を演算する。具体的には、劣化検出部２２０は、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａの緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１１ａ}および緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１２ａ}を読み出し、その後、緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１１ａ}の積分値を緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１１ａ}として演算し、また、緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１２ａ}の積分値を緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１２ａ}として演算する。

そして、劣化検出部２２０は、判定部２２３によって、緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１１ａ}および緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１２ａ}が、予め設定された電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であるか否かを、それぞれ判定する。

次いで、劣化検出部２２０は、検出部２２４によって、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａが容量の低下により性能劣化しているか否かの判定を行う。具体的には、劣化検出部２２０は、上記判定部２２３により緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１１ａ}および緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１２ａ}の少なくとも一方が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であると判定された場合には、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａのうちいずれかが、容量劣化電池であると判定する。

なお、このような二次電池の劣化を判定するための電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}は、たとえば、次にようにして設定することができる。すなわち、予め、正常電池と、容量劣化電池（たとえば、正常電池と比較して、容量が所定の割合まで低下した二次電池など）とを並列接続した後、上述した図３に示す電流パターンを印加する。この際において、容量劣化電池について、充電を休止した直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に、容量劣化電池に流れる緩和電流Ｉ_αを測定し、この緩和電流Ｉ_αを積分して得られる値に基づいて、電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}を設定することができる。

なお、図４（Ｂ）に示すグラフにおいては、２つの二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａのみが並列接続されている場面における電流プロファイルを示しているため、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａの間に流れた緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１１ａ}および緩和電流Ｉ_{α＿Ｃ１２ａ}については、その電流の向きが逆転しているものの、通常、その大きさがほぼ同等である。そのため、これらを積分して得られる緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１１ａ}と、緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１２ａ}とはほぼ同等の値となる。これにより、緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１１ａ}が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である場合には、通常、緩和電流積分値Ｉ_{ｉｎｔ＿Ｃ１２ａ}についても電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上となる。

また、本実施形態においては、上述したように、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａのうちいずれかが、容量劣化電池であると判定された場合において、その後、さらに二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａのうちどちらが容量劣化電池であるか特定する。

具体的には、上記電流パターンを印加した際において、時間ｔ_３〜時間ｔ_４（充電を休止して二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａを無負荷状態とした直後）に流れた緩和電流Ｉ_αが、充電電流であった二次電池を、容量劣化電池であると特定する。すなわち、上述したように、充電が休止されて無負荷状態となった直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４では、正常電池である二次電池Ｃ１１ａの方が、容量劣化電池である二次電池Ｃ１２ａよりも適切に充電されたことで端子電圧が高くなる。そのため、端子電圧の差に起因して二次電池Ｃ１１ａから二次電池Ｃ１２ａへ電流が流れ、その結果として、二次電池Ｃ１１ａには放電電流が、二次電池Ｃ１２ａには充電電流がそれぞれ流れることとなる。これにより、本実施形態においては、このような特性を利用し、図４（Ｂ）に示すように、充電が行われた直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に、充電電流が流れた二次電池Ｃ１２ａを、容量劣化電池であると特定することができる。

以上のようにして、劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａについて、容量の低下による性能劣化の判定が行われる。

本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して上述した電流パターンを印加した際に、二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出し、検出された緩和電流の積分値である緩和電流積分値が、所定の電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であるか否かを判定することにより、並列接続されている二次電池の中に、容量劣化電池が含まれていると判定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池の性能劣化の判定を適切に行うことができる。

また、本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して上述した電流パターンを印加した際に、充電を休止して各二次電池を無負荷状態とした直後に、充電電流が流れた二次電池を、容量劣化電池であると特定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池のうち、性能劣化が発生している二次電池を適切に特定することができる。

なお、上述した例では、図４（Ｂ）に示す場面において、容量の低下による性能劣化の判定を行う対象として、互いに並列接続された２つの二次電池を用いた例を示したが、本実施形態においては、このような性能劣化の判定を行う対象は、互いに並列接続された３つ以上の二次電池としてもよい。

たとえば、互いに並列接続された３つ以上の二次電池について、容量の低下による性能劣化の判定を行う場合には、まず、並列接続されている全ての二次電池に対して、二次電池ごとに上述した図３に示す電流パターンを印加する。そして、各二次電池について、それぞれ、充電を休止した直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に流れる緩和電流Ｉ_αの測定、およびこれを積分して得られる緩和電流積分値の演算を行う。その後、演算された緩和電流積分値が、所定の電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である二次電池が存在した場合には、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である二次電池、およびこれに並列接続されている二次電池の中に、容量劣化電池が含まれていると判定することができる。

なお、この際においては、電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}は、並列接続された二次電池の数に応じて変化させてもよい。たとえば、二次電池が３つ以上並列接続されている場合において、正常電池が複数存在するときには、充電を休止した直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に、容量劣化電池に対して、複数の正常電池から、一時的に大きな緩和電流Ｉ_αが流れることが考えられる。この際において、緩和電流Ｉ_αに基づいて演算される緩和電流積分値が大きくなるような場合には、これに応じて電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}を大きくしてもよい。

次いで、本実施形態において、並列接続された二次電池について、内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う方法を、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すグラフを参照して説明する。

ここで、図５（Ａ）は、二次電池Ｃ１１ｂ、Ｃ１２ｂとして正常電池を用い、このような二次電池Ｃ１１ｂ、Ｃ１２ｂを図２に示すように並列接続し、上記電流パターンを印加した際における、二次電池Ｃ１１ｂ、Ｃ１２ｂに流れた電流のプロファイルを示すグラフである。なお、図５（Ａ）に示すグラフにおいては、二次電池Ｃ１１ｂに流れた電流を実線で示し、二次電池Ｃ１２ｂに流れた電流を破線で示した。

一方、図５（Ｂ）は、二次電池Ｃ１１ｃとして正常電池を、二次電池Ｃ１２ｃとして内部抵抗の増大により性能劣化した二次電池（以下、「内部抵抗劣化電池」と呼ぶ）をそれぞれ用い、このような二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃを図２に示すように並列接続し、上記電流パターンを印加した際における、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃの電流プロファイルを示すグラフである。なお、図５（Ｂ）に示すグラフにおいては、二次電池Ｃ１１ｃに流れた電流を実線で示し、二次電池Ｃ１２ｃに流れた電流を破線で示した。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すグラフを比較すると、図５（Ｂ）に示すグラフにおいては、時間ｔ_１〜時間ｔ_２で、各二次電池に大きな電流が流れていることが確認できる。本実施形態においては、このような電流は、以下のようにして流れるものである。

すなわち、時間ｔ_０〜ｔ_１で二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃを放電させた後に、放電が休止されて無負荷状態となった時点では、正常電池であるＣ１１ｃの方が、内部抵抗劣化電池である二次電池Ｃ１２ｃよりも適切に放電されたことで端子電圧が低くなる。そのため、放電が休止された直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２において、二次電池Ｃ１１ｃと二次電池Ｃ１２ｃとの間に端子電圧の差が生じ、これにより、二次電池Ｃ１２ｃから二次電池Ｃ１１ｃへ電流が流れ、これが図５（Ｂ）のグラフ上の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に流れる電流として検出される。

なお、この際においては、二次電池Ｃ１２ｃから二次電池Ｃ１１ｃへ電流が流れる時間は、二次電池Ｃ１２ｃの内部抵抗が増大しているほど長くなる。

本実施形態においては、このように、互いに並列接続された二次電池に上記電流パターンが印加された際における、時間ｔ_１〜時間ｔ_２、すなわち、放電が休止され各二次電池が無負荷状態となった直後に、二次電池の間に流れる電流を、緩和電流Ｉ_βとして検出する。なお、図５（Ｂ）においては、時間ｔ_１〜時間ｔ_２における、二次電池Ｃ１１ｃに流れた緩和電流Ｉ_βを緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１１ｃ}として、二次電池Ｃ１２ｃに流れた緩和電流Ｉ_βを緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１２ｃ}として、それぞれ示した。

そして、本実施形態においては、このように、二次電池の内部抵抗が増大しているほど、二次電池の間に緩和電流Ｉ_βが流れる時間が長くなるという特性を利用して、劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池について、内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う。なお、上述した図５（Ｂ）のグラフにおいては、２つの二次電池が並列接続されている場面に、各二次電池に緩和電流Ｉ_βが流れる例を示したが、二次電池が３つ以上並列接続されている場面においても、同様にして、各二次電池に対して図３に示す電流パターンを印加することにより、内部抵抗劣化電池から正常電池に緩和電流Ｉ_βが流れる。

以下、図５（Ｂ）に示すグラフを参照して、電池制御装置２００が、劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃについて、内部抵抗の増大による性能劣化を判定する具体的な方法を説明する。

まず、劣化検出部２２０は、測定部２１０により、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃに対して図３に示す電流パターンを印加した際における、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃに流れる緩和電流Ｉ_β（すなわち、図５（Ｂ）における、二次電池Ｃ１１ｃの緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１１ｃ}、および二次電池Ｃ１２ｃの緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１２ｃ}）を検出する。さらに、劣化検出部２２０は、測定部２１０により、緩和電流Ｉ_βが流れた時間である緩和時間を検出する。具体的には、緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１１ｃ}が流れている時間を、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}として検出し、また、緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１２ｃ}が流れている時間を、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}として検出する。

なお、図５（Ｂ）に示すグラフにおいては、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃに緩和電流Ｉ_βが流れている途中の時間ｔ_２で、上記電流パターン中の電流Ｃ_{ｃｈａｒｇｅ}の印加により充電が開始されている。そのため、緩和電流Ｉ_βが流れた時間である緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}は、少なくとも時間ｔ_１〜ｔ_２より長い時間となるが、このような場合においては、後述する内部抵抗の増大による性能劣化の判定を適切に行うことができる範囲であれば、時間ｔ_１〜ｔ_２を、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}として検出してもよい。

次いで、劣化検出部２２０は、情報管理部２２１に、検出した緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１２ｃ}、ならびに緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}の情報を記憶させる。

そして、劣化検出部２２０は、判定部２２３によって、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}が、予め設定された時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であるか否かを、それぞれ判定する。

次いで、劣化検出部２２０は、検出部２２４によって、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃが内部抵抗の増大により性能劣化しているか否かの判定を行う。具体的には、劣化検出部２２０は、上記判定部２２３により緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}の少なくとも一方が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であると判定された場合には、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃのうちいずれかが、内部抵抗劣化電池であると判定する。

なお、このような二次電池の劣化を判定するための時間閾値Ｔ_ｒｅｆは、たとえば、次にようにして設定することができる。すなわち、予め、正常電池と、内部抵抗劣化電池（たとえば、正常電池と比較して、内部抵抗が所定の割合まで増大した二次電池など）とを並列接続した後、上述した図３に示す電流パターンを印加する。この際において、内部抵抗劣化電池について、放電を休止した直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に、内部抵抗劣化電池に流れる緩和電流Ｉ_βを測定し、この緩和電流Ｉ_βが流れた時間に基づいて、時間閾値Ｔ_ｒｅｆを設定することができる。

なお、図５（Ｂ）に示すグラフにおいては、２つの二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃのみが並列接続されている場面における電流プロファイルを示しているため、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃの間に流れた緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１１ｃ}および緩和電流Ｉ_{β＿Ｃ１２ｃ}は、流れた時間がほぼ同等となる。そのため、これらの緩和電流から求められる緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}と、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}とはほぼ同等の長さとなる。これにより、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１１ｃ}が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である場合には、通常、緩和時間Ｔ_{β＿Ｃ１２ｃ}についても時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上となる。

また、本実施形態においては、上述したように、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃのうちいずれかが、内部抵抗劣化電池であると判定された場合において、その後、さらに二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃのどちらが内部抵抗劣化電池であるか特定する。

具体的には、上記電流パターンを印加した際において、時間ｔ_１〜時間ｔ_２（放電を休止して二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃを無負荷状態とした直後）に流れた緩和電流Ｉ_βが、放電電流であった二次電池を、内部抵抗劣化電池であると特定する。すなわち、上述したように、放電が休止されて無負荷状態となった直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２では、正常電池である二次電池Ｃ１１ｃの方が、内部抵抗劣化電池である二次電池Ｃ１２ｃよりも適切に放電されたことで端子電圧が低くなる。そのため、端子電圧の差に起因して二次電池Ｃ１２ｃから二次電池Ｃ１１ｃへ電流が流れ、その結果として、二次電池Ｃ１１ｃには充電電流が、二次電池Ｃ１２ｃには放電電流がそれぞれ流れることとなる。これにより、本実施形態においては、このような特性を利用し、図５（Ｂ）に示すように、放電が行われた直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に、放電電流が流れた二次電池Ｃ１２ｃを、内部抵抗劣化電池であると特定する。

以上のようにして、劣化検出部２２０により、互いに並列接続された二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃについて、内部抵抗の増大による性能劣化の判定が行われる。

本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して上述した電流パターンを印加した際に、二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出し、検出された緩和電流が流れた時間である緩和時間が、所定の時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であるか否かを判定することにより、並列接続されている二次電池の中に、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池の性能劣化の判定を適切に行うことができる。

また、本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して上述した電流パターンを印加した際に、放電を休止して各二次電池を無負荷状態とした直後に、放電電流が流れた二次電池を、内部抵抗劣化電池であると特定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池のうち、性能劣化が発生している二次電池を適切に特定することができる。

なお、上述した例では、図５（Ｂ）に示す場面において、容量の低下による性能劣化の判定を行う対象として、互いに並列接続された２つの二次電池を用いた例を示したが、本実施形態においては、このような性能劣化の判定を行う対象は、互いに並列接続された３つ以上の二次電池としてもよい。

たとえば、互いに並列接続された３つ以上の二次電池について、内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う場合には、まず、並列接続されている全ての二次電池に対して、二次電池ごとに上述した図３に示す電流パターンを印加する。そして、各二次電池について、それぞれ、放電を休止した直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に流れる緩和電流Ｉ_βの測定、および緩和電流Ｉ_βが流れる時間である緩和時間の検出を行う。その後、検出された緩和時間が、所定の時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である二次電池が存在した場合には、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である二次電池、およびこれに並列接続されている二次電池の中に、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定することができる。

なお、この際においては、時間閾値Ｔ_ｒｅｆは、並列接続された二次電池の数に応じて変化させてもよい。たとえば、二次電池が３つ以上並列接続されている場合において、正常電池が複数存在するときには、放電を休止した直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に、内部抵抗劣化電池に対して、複数の正常電池から、一時的に大きな緩和電流Ｉ_βが流れることが考えられる。この際において、より短時間で並列接続された二次電池間の端子電圧の差が調整されることで、緩和電流Ｉ_βが流れる時間が短くなるような場合には、これに応じて時間閾値Ｔ_ｒｅｆを短くしてもよい。

なお、本実施形態においては、このような内部抵抗の増大による性能劣化は、上述した容量の低下による性能劣化と、ある程度同時に進行する傾向にある。そのため、本実施形態においては、並列接続された二次電池に対し、内部抵抗の増大による性能劣化の判定と、容量の低下による性能劣化の判定とを、併せて行うことができる。たとえば、劣化検出部２２０は、並列接続した二次電池に上記電流パターンの印加を行った際における、時間ｔ_１〜時間ｔ_２に流れる緩和電流Ｉ_βおよび時間ｔ_３〜時間ｔ_４に流れる緩和電流Ｉ_αを取得し、上述したように、緩和電流Ｉ_αに基づいて容量の低下による性能劣化の判定を行った後に、緩和電流Ｉ_βに基づいて内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行うことができる。

これにより、本実施形態によれば、互いに並列接続された二次電池に、容量劣化電池と、内部抵抗劣化電池とが混在している場合や、内部抵抗の増大による性能劣化と、容量の低下による性能劣化とが同時進行している二次電池が存在している場合においても、このような並列接続された二次電池の中に、少なくともいずれか一方の性能劣化が発生している二次電池の有無を検出することが可能となる。

以上、本実施形態における、互いに並列接続された二次電池について、容量の低下または内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う方法を説明したが、本実施形態においては、組電池１００に含まれる他の二次電池についても、順次このような判定を行うことができる。たとえば、電池制御装置２００が、電池モジュールＣ（Ｐ１）の二次電池Ｃ１１、Ｃ１２について劣化判定を行った後、電池モジュールＣ（Ｐ１）を構成する他の二次電池や、電池モジュールＣ（Ｐ２）〜Ｃ（Ｐｍ）を構成する二次電池についても、劣化検出部２２０により、上述した方法により、容量の低下による性能劣化の判定、および内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行うことができる。

なお、本実施形態においては、上述したように、容量の低下または内部抵抗の増大により性能劣化している二次電池の判定を行う際には、予め組電池１００や電池モジュールＣ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）などに温度センサを設置しておき、温度センサにより電池モジュールを構成する二次電池の温度を検出し、検出された温度に基づいて上述した電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}および時間閾値Ｔ_ｒｅｆを変化させてもよい。

すなわち、本実施形態においては、各二次電池の温度が低いほど、二次電池同士の容量の差が小さくなり、これにより、上述したように演算される緩和電流積分値が小さくなる傾向にあり、そのため、上記温度センサにより検出された温度が低いほど、電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}を小さくすることにより、二次電池の温度が変化した場合においても、容量の低下による性能劣化の検出精度を向上させることができる。

同様に、本実施形態においては、各二次電池の温度が低いほど、二次電池同士の内部抵抗値の差が大きくなり、これにより、上述したように検出される緩和時間が長くなる傾向にあり、そのため、上記温度センサにより検出された温度が低いほど、時間閾値Ｔ_ｒｅｆを長くすることにより、二次電池の温度が変化した場合においても、内部抵抗の増大による性能劣化の検出精度を向上させることができる

また、本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池について、上述したような実際に性能劣化が発生しているか否かの判定だけではなく、将来的に性能劣化が発生する可能性の予測を行うこともできる。

たとえば、容量の低下による性能劣化を予測する場合には、劣化検出部２２０は、緩和電流Ｉ_αから演算される緩和電流積分値を、緩和電流Ｉ_αを検出した時刻ごとに、情報管理部２２１に記憶させておく。そして、劣化検出部２２０は、分析部２２５により、情報管理部２２１に記憶された情報に基づいて、緩和電流Ｉ_αから演算される緩和電流積分値と、該緩和電流Ｉ_αが測定された時刻との関係式を、最小二乗法などの回帰分析により求める。

次いで、劣化検出部２２０は、予測部２２６により、求めた上記関係式に基づいて、現在から所定期間以内に緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上となると想定される二次電池が存在するか否かを判定し、このような二次電池が存在する場合には、該二次電池およびこれに並列接続されている二次電池の中に、容量の低下により性能劣化する可能性がある二次電池が含まれていると予測する。なお、上記所定期間は、予め任意に設定することができる。

その後、劣化検出部２２０は、予測部２２６により予測された結果に基づいて、性能劣化する可能性がある二次電池の情報や、性能劣化が発生する時期などの情報を、通知部２２７によりユーザに通知する。通知部２２７によりユーザに通知する方法としては、特に限定されないが、たとえば、電池制御装置２００と接続された図示しないディスプレイやスピーカを用いる方法が挙げられる。これにより、本実施形態によれば、組電池１００を構成する電池モジュールの二次電池について、容量の低下により性能劣化する可能性を事前に予測し、予測した情報をユーザに通知することにより、ユーザが組電池１００のメンテナンスを適切なタイミングを行うことができるようになる。

同様に、内部抵抗の増大による性能劣化を予測することもできる。具体的には、劣化検出部２２０は、緩和電流Ｉ_βに基づいて検出される緩和時間を、緩和時間を検出した時刻ごとに、情報管理部２２１に記憶させておく。そして、劣化検出部２２０は、分析部２２５により、情報管理部２２１に記憶された情報に基づいて、緩和時間と、緩和時間が検出された時刻との関係式を、最小二乗法などの回帰分析により求める。

次いで、劣化検出部２２０は、予測部２２６により、求めた上記関係式に基づいて、現在から所定期間以内に緩和時間が存在するか否かを判定し、このような二次電池が存在する場合には、該二次電池およびこれに並列接続されている二次電池の中に、内部抵抗の増大により性能劣化する可能性がある二次電池が含まれていると予測する。なお、上記所定期間は、予め任意に設定することができる。

その後、劣化検出部２２０は、予測部２２６により予測された結果に基づいて、性能劣化する可能性がある二次電池の情報や、性能劣化が発生する時期などの情報を、通知部２２７によりユーザに通知する。通知部２２７によりユーザに通知する方法としては、上述した容量の低下による性能劣化を予測する場合と同様に、たとえば、電池制御装置２００と接続された図示しないディスプレイやスピーカを用いる方法が挙げられる。これにより、本実施形態によれば、組電池１００を構成する電池モジュールの二次電池について、内部抵抗の増大により性能劣化する可能性を事前に予測し、さらに、予測した情報をユーザに通知することにより、ユーザが組電池１００のメンテナンスを適切なタイミングを行うことができるようになる。

次いで、本実施形態の動作例を説明する。図６は本実施形態の電池制御装置２００により、組電池１００の電池モジュールを構成する互いに並列接続された二次電池について、性能劣化の判定を行う方法の一例を示すフローチャートである。図６に示す処理内容は、たとえば、電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載された組電池１００に対して実行する場合には、イグニッションオンの信号が入力されたタイミングで開始することができる。

まず、ステップＳ１では、劣化検出部２２０は、組電池１００が無負荷状態となっているか否か、すなわち、組電池１００に充電電流または放電電流が流れていない状態であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１において、組電池１００が無負荷状態となっていると判定された場合には、ステップＳ２へ進む。一方、ステップＳ１において、組電池１００が無負荷状態となっていないと判定された場合には、ステップＳ１において、組電池１００が無負荷状態になるまで待機する。

ステップＳ２では、劣化検出部２２０は、組電池１００を構成するいずれか１つの電池モジュールを抽出し、抽出した電池モジュールを構成する互いに並列接続された２以上の二次電池に、リレーなどを介して測定部２１０を接続させる。

ステップＳ３では、測定部２１０により、ステップＳ２で測定部２１０と接続された二次電池に対し、図３に示す電流パターンを印加し、この際において各二次電池に流れる電流のプロファイル（たとえば、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、または図５（Ｂ）に示すようなプロファイル）を、二次電池ごとに検出する。そして、劣化検出部２２０は、検出された電流プロファイルに基づいて、図３に示す電流パターンを印加した際における、時間ｔ_１〜時間ｔ_２に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_β、および時間ｔ_３〜時間ｔ_４に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_αを、二次電池ごとに検出する。その後、劣化検出部２２０は検出した緩和電流Ｉ_βおよび緩和電流Ｉ_αの情報を、情報管理部２２１に記憶させる。

ステップＳ４では、劣化検出部２２０は、演算部２２２により、情報管理部２２１に記憶された緩和電流Ｉ_αの情報に基づいて、緩和電流Ｉ_αの積分値である緩和電流積分値を、二次電池ごとに演算する。

ステップＳ５では、劣化検出部２２０は、判定部２２３により、ステップＳ４で演算された緩和電流積分値が、所定の電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であるか否かを、二次電池ごとに判定する。そして、ステップＳ５において、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であると判定された二次電池が存在する場合には、ステップＳ６へ進む。一方、ステップＳ５において、いずれの二次電池も緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}未満であると判定された場合には、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ５において、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であると判定された二次電池が存在する場合には、ステップＳ６へ進み、ステップＳ６では、劣化検出部２２０は、検出部２２４により、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であった二次電池、およびこれと並列接続されている二次電池の中に、容量劣化電池が含まれていると判定し、本処理を終了する。

一方、ステップＳ５において、いずれの二次電池も緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}未満であると判定された場合には、ステップＳ７へ進み、ステップＳ７では、劣化検出部２２０は、情報管理部２２１に記憶された緩和電流Ｉ_βの情報に基づいて、緩和電流Ｉ_βが流れた時間である緩和時間を、二次電池ごとに検出する。

ステップＳ８では、劣化検出部２２０は、判定部２２３により、ステップＳ７で検出された緩和時間が所定の時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であるか否かを、二次電池ごとに判定する。そして、ステップＳ８において、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であると判定された二次電池が存在する場合には、ステップＳ９へ進む。一方、ステップＳ８において、いずれの二次電池も緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ未満であると判定された場合には、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ８において、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であると判定された二次電池が存在する場合には、ステップＳ９へ進み、ステップＳ９では、劣化検出部２２０は、検出部２２４により、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であった二次電池、およびこれと並列接続されている二次電池の中に、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定し、本処理を終了する。

一方、ステップＳ８において、いずれの二次電池も緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ未満であると判定された場合には、ステップＳ１０へ進み、ステップＳ１０では、測定部２１０と接続された二次電池には、容量の低下または内部抵抗の増大による性能劣化は発生していないと判定し、本処理を終了する。

以上のとおり、本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して、所定の電流パターンを印加した際に、充電を休止して各二次電池を無負荷状態とした直後に、二次電池間に流れる電流を緩和電流Ｉ_αとして検出し、その後、緩和電流Ｉ_αを積分して得られる緩和電流積分値が、電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であるか否かを二次電池ごとに判定し、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である二次電池が存在した場合には、該二次電池およびこれに並列接続された二次電池の中に、容量劣化電池が含まれていると判定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池について、容量の低下による性能劣化の判定を適切に行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、互いに並列接続された二次電池に対して、所定の電流パターンを印加した際に、放電を休止して各二次電池を無負荷状態とした直後に、二次電池間に流れる電流を緩和電流Ｉ_βとして検出し、その後、緩和電流Ｉ_βが流れた時間である緩和時間が、時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であるか否かを二次電池ごとに判定し、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である二次電池が存在した場合には、該二次電池およびこれに並列接続された二次電池の中に、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定する。そのため、本実施形態によれば、並列接続された二次電池について、内部抵抗の増大による性能劣化の判定を適切に行うことが可能となる。

なお、本実施形態においては、このような二次電池の間に流れる緩和電流Ｉ_βまたは緩和電流Ｉ_αを取得する方法としては、たとえば、充放電器２１１から各二次電池に対して印加された印加電流と、電流計１２０によって検出された各二次電池に実際に流れた電流との差分を、緩和電流Ｉ_βまたは緩和電流Ｉ_αとして取得する方法が挙げられる。これにより、各二次電池に備えられている電流計１２０を用いて、簡便に緩和電流Ｉ_βおよび緩和電流Ｉ_αを求めることができ、並列接続された二次電池について、性能劣化の判定をより容易に行うことができる。

<<第２実施形態>>
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の電池制御装置２００ａは、図７に示すような構成を有しており、電池制御装置２００ａに、二次電池の性能劣化を判定する基準となる参照用二次電池Ｃαを備えるという点において異なる以外は、第１実施形態に係る電池制御装置２００と同様の構成を有する。

本実施形態の電池制御装置２００ａは、図７に示すように、参照用二次電池Ｃαを備え、この参照用二次電池Ｃαが、バスバーなどの接続部材（不図示）を介して、電池モジュールを構成する二次電池と並列接続できるようになっており、このような参照用二次電池Ｃαと、これに並列接続した二次電池に、上記電流パターンを印加することにより、二次電池の性能劣化の判定を行う。

具体的には、まず、電池制御装置２００ａは、組電池１００の電池モジュールＣ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）のうち、いずれかの電池モジュールを抽出し、抽出した電池モジュールを構成する二次電池に、参照用二次電池Ｃαを並列接続させる。なお、参照用二次電池Ｃαを並列接続させる二次電池は、電池モジュールを構成する二次電池のうち１つの二次電池でもよく、あるいは、電池モジュールを構成する二次電池のうち互いに並列接続された２以上の二次電池としてもよい。

なお、本実施形態においては、参照用二次電池Ｃαとしては、たとえば、電池モジュールを構成する二次電池と同じ型式の二次電池であって、容量の低下や内部抵抗の増大などによる性能劣化がほとんどない二次電池を用いることができる。

次いで、参照用二次電池Ｃαが並列接続された二次電池に、測定部２１０を接続した後、上述した第１実施形態に係る電池制御装置２００と同様に、二次電池に図３に示すような電流パターンを印加する。

そして、電池制御装置２００ａにおいては、上記電流パターンを印加した際における、参照用二次電池Ｃαと、これに並列接続された二次電池との間に流れる電流のプロファイルを検出し、検出した電流プロファイルに基づいて、上述した第１実施形態と同様に、図３に示す電流パターンを印加した際における時間ｔ_１〜時間ｔ_２に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_β、および時間ｔ_３〜時間ｔ_４に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_αを、二次電池ごとに検出する。

その後、本実施形態においては、検出した緩和電流Ｉ_αに基づいて、緩和電流Ｉ_αの積分値である緩和電流積分値を演算し、演算した緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であるか否かを判定する。ここで、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上であると判定された二次電池が存在する場合には、参照用二次電池Ｃαに並列接続されている二次電池のなかに、容量劣化電池が含まれていると判定する。

また、本実施形態においては、検出した緩和電流Ｉ_βに基づいて、緩和電流Ｉ_βが流れた時間である緩和時間を検出し、検出した緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であるか否かを判定する。ここで、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上であると判定された二次電池が存在する場合には、参照用二次電池Ｃαに並列接続されている二次電池のなかに、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定する。

第２実施形態によれば、上述した第１実施形態による効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、第２実施形態によれば、容量の低下や内部抵抗の増大などによる性能劣化がほとんどない参照用二次電池Ｃαを、二次電池の性能劣化を判定するための基準として用いているため、二次電池の性能劣化の検出精度を向上させることができる。

なお、上述した実施形態において、測定部２１０は本発明の電流パターン印加手段、測定手段、および緩和電流検出手段に、劣化検出部２２０は本発明の演算手段、電流積分値判定手段、容量劣化検出手段、電流積分値記憶手段、容量劣化予測手段、容量劣化通知手段、緩和時間測定手段、緩和時間判定手段、内部抵抗劣化検出手段、緩和時間記憶手段、内部抵抗劣化予測手段、内部抵抗劣化通知手段に、参照用二次電池Ｃαは本発明の参照用二次電池に、それぞれ相当する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態においては、図３に示す電流パターンを印加した際に、充電を休止した直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_αに基づいて、二次電池について容量の低下による性能劣化の判定を行う例を示したが、このような容量の低下による性能劣化の判定は、電流パターン中における放電を休止した直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_βに基づいて行ってもよい。たとえば、図４（Ｂ）のグラフに示すように、二次電池Ｃ１１ａ、Ｃ１２ａには、時間ｔ_１〜時間ｔ_２にそれぞれ緩和電流Ｉ_βが流れている。この際において、並列接続された二次電池の中に、このような緩和電流Ｉ_βを積分して得られる緩和電流積分値が、所定の電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である二次電池が存在した場合には、緩和電流積分値が電流積分閾値Ｉ_{ｉｎｔ＿ｒｅｆ}以上である二次電池、およびこれに並列接続されている二次電池の中に、容量劣化電池が含まれていると判定することができる。

同様に、上述した実施形態においては、図３に示す電流パターンを印加した際に、放電を休止した直後の時間ｔ_１〜時間ｔ_２に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_βに基づいて、二次電池について内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う例を示したが、このような内部抵抗の増大による性能劣化の判定は、電流パターン中における放電を休止した直後の時間ｔ_３〜時間ｔ_４に二次電池に流れる緩和電流Ｉ_αに基づいて行ってもよい。たとえば、図５（Ｂ）のグラフに示すように、二次電池Ｃ１１ｃ、Ｃ１２ｃには、時間ｔ_３〜時間ｔ_４にそれぞれ緩和電流Ｉ_αが流れている。この際において、並列接続された二次電池の中に、このような緩和電流Ｉ_αが流れた時間である緩和時間が、所定の時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である二次電池が存在した場合には、緩和時間が時間閾値Ｔ_ｒｅｆ以上である二次電池、およびこれに並列接続されている二次電池の中に、内部抵抗劣化電池が含まれていると判定することができる。

また、上述した実施形態においては、性能劣化の判定を行うために二次電池に対して印加する所定の電流パターンとして、図３に示すように、二次電池の充電および放電を行うような電流パターンを用いた例を示したが、印加する電流パターンとしては、二次電池の充電または放電のいずれかのみを行うような電流パターンを用いてもよい。たとえば、二次電池の充電のみを行う電流パターンを用いた場合には、この電流パターンを二次電池に印加した際に、充電を休止した直後に二次電池に流れる緩和電流に基づいて、上述したように、容量の低下による性能劣化または内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う。また、二次電池の放電のみを行う電流パターンを用いた場合には、この電流パターンを二次電池に印加し、放電を休止した直後に二次電池に流れる緩和電流に基づいて、上述したように、容量の低下による性能劣化または内部抵抗の増大による性能劣化の判定を行う。

１００…組電池
Ｃ（Ｐ１）〜Ｃ（Ｐｍ）…電池モジュール
Ｃ１１〜Ｃｍｎ…二次電池
２００、２００ａ…電池制御装置
２１０…測定部
２２０…劣化検出部
Ｃα…参照用二次電池

Claims (13)

1. 複数の二次電池からなる電池モジュールを制御する電池制御装置であって、
   前記電池モジュールを構成する前記二次電池のうち、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加する電流パターン印加手段と、
   前記二次電池に流れる電流を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された電流に基づいて、前記電流パターンを印加した際に、互いに並列接続された二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出する緩和電流検出手段と、
   前記緩和電流検出手段により検出された前記緩和電流の積分値である電流積分値を演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された前記電流積分値が、所定の電流積分閾値以上であるか否かを判定する電流積分値判定手段と、
   前記電流積分値判定手段により前記電流積分値が前記電流積分閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれていると判定する容量劣化検出手段と、を備え、
   前記緩和電流検出手段は、前記電流パターン印加手段から各前記二次電池に対して印加した電流である印加電流と、前記測定手段により測定された実際に各前記二次電池に流れた電流との差分を、前記緩和電流として検出することを特徴とする電池制御装置。
2. 複数の二次電池からなる電池モジュールを制御する電池制御装置であって、
   前記電池モジュールを構成する前記二次電池のうち、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加する電流パターン印加手段と、
   前記二次電池に流れる電流を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された電流に基づいて、前記電流パターンを印加した際に、互いに並列接続された二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出する緩和電流検出手段と、
   前記緩和電流検出手段により検出された前記緩和電流の積分値である電流積分値を演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された前記電流積分値が、所定の電流積分閾値以上であるか否かを判定する電流積分値判定手段と、
   前記電流積分値判定手段により前記電流積分値が前記電流積分閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれていると判定する容量劣化検出手段と、
   前記緩和電流検出手段により検出された前記緩和電流が検出された時間を、緩和時間として測定する緩和時間測定手段と、
   前記電流積分値判定手段により、いずれの前記二次電池も前記電流積分値が前記電流積分閾値未満であると判定された場合に、前記緩和時間測定手段により測定された前記緩和時間が、所定の時間閾値以上であるか否かを判定する緩和時間判定手段と、
   前記緩和時間判定手段により、前記緩和時間が前記時間閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、内部抵抗の増大により性能劣化した二次電池が含まれていると判定する内部抵抗劣化検出手段とを備えることを特徴とする電池制御装置。
3. 複数の二次電池からなる電池モジュールを制御する電池制御装置であって、
   前記電池モジュールを構成する前記二次電池のうち、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加する電流パターン印加手段と、
   前記二次電池に流れる電流を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された電流に基づいて、前記電流パターンを印加した際に、互いに並列接続された二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出する緩和電流検出手段と、
   前記緩和電流検出手段により検出された前記緩和電流の積分値である電流積分値を演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された前記電流積分値が、所定の電流積分閾値以上であるか否かを判定する電流積分値判定手段と、
   前記電流積分値判定手段により前記電流積分値が前記電流積分閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれていると判定する容量劣化検出手段と、
   前記二次電池の性能劣化を判定する基準となる参照用二次電池と、
   前記参照用二次電池を、前記電池モジュールを構成する二次電池と並列接続するための接続部材と、を備え、
   前記電流パターン印加手段は、前記電池モジュールを構成する二次電池と、これに前記接続部材を介して並列接続された前記参照用二次電池とに対して前記電流パターンを印加し、
   前記緩和電流検出手段は、前記電流パターンを印加した際に、前記参照用二次電池と、前記参照用二次電池に並列接続された二次電池との間において端子電圧の差に起因して流れる電流を緩和電流として検出し、
   前記容量劣化検出手段は、前記電流積分値判定手段により前記電流積分値が前記電流積分閾値以上であると判定された二次電池が存在した場合に、前記参照用二次電池と並列接続された二次電池の中に、容量の低下により性能劣化した二次電池が含まれていると判定することを特徴とする電池制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の電池制御装置において、
   前記電流パターンは、少なくとも前記二次電池の充電を行うための充電パターンを含むものであり、
   前記容量劣化検出手段は、前記電流積分値が前記電流積分閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池のうち、前記電流パターンの印加により充電が休止された直後に、充電電流が流れた二次電池を、容量の低下により性能劣化した二次電池として特定することを特徴とする電池制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電池制御装置において、
   前記二次電池の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記電流積分値判定手段は、前記温度検出手段により検出された前記二次電池の温度が低いほど、前記電流積分閾値を小さい値に設定することを特徴とする電池制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の電池制御装置において、
   前記演算手段により演算された前記電流積分値を、該電流積分値の演算に用いられた前記緩和電流が前記緩和電流検出手段により検出された時刻ごとに記憶する電流積分値記憶手段と、
   前記電流積分値記憶手段に記憶された前記電流積分値と、前記時刻との関係に基づいて、現在から所定期間以内に前記電流積分値が前記電流積分閾値以上となると想定される二次電池を抽出し、抽出した前記二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、容量の低下により性能劣化する可能性がある二次電池が存在すると予測する容量劣化予測手段と、をさらに備えることを特徴とする電池制御装置。
7. 請求項６に記載の電池制御装置において、
   前記容量劣化予測手段により、容量の低下による性能劣化が発生する可能性があると予測された二次電池の情報を、ユーザに通知する容量劣化通知手段をさらに備えることを特徴とする電池制御装置。
8. 複数の二次電池からなる電池モジュールを制御する電池制御装置であって、
   前記電池モジュールを構成する前記二次電池のうち、互いに並列接続された２以上の二次電池に対して、所定の電流パターンを印加する電流パターン印加手段と、
   前記二次電池に流れる電流を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された電流に基づいて、前記電流パターンを印加した際に、互いに並列接続された二次電池間において端子電圧の差に起因して流れる電流を、緩和電流として検出する緩和電流検出手段と、
   前記緩和電流検出手段により前記緩和電流が検出された時間を、緩和時間として測定する緩和時間測定手段と、
   前記緩和時間測定手段により測定された前記緩和時間が、所定の時間閾値以上であるか否かを判定する緩和時間判定手段と、
   前記緩和時間判定手段により前記緩和時間が前記時間閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、内部抵抗の増大により性能劣化した二次電池が含まれていると判定する内部抵抗劣化検出手段と、を備えることを特徴とする電池制御装置。
9. 請求項８に記載の電池制御装置において、
   前記電流パターンは、少なくとも前記二次電池の放電を行うための放電パターンを含むものであり、
   前記内部抵抗劣化検出手段は、前記緩和時間が前記時間閾値以上であると判定された二次電池、およびこれに並列接続された二次電池のうち、前記電流パターンの印加により放電が休止された直後に、放電電流が流れた二次電池を、内部抵抗の増大により性能劣化した二次電池として特定することを特徴とする電池制御装置。
10. 請求項８に記載の電池制御装置において、
    前記二次電池の性能劣化を判定する基準となる参照用二次電池と、
    前記参照用二次電池を、前記電池モジュールを構成する二次電池と並列接続するための接続部材と、をさらに備え、
    前記電流パターン印加手段は、前記電池モジュールを構成する二次電池と、これに前記接続部材を介して並列接続された前記参照用二次電池とに対して前記電流パターンを印加し、
    前記緩和電流検出手段は、前記電流パターンを印加した際に、前記参照用二次電池と、前記参照用二次電池に並列接続された二次電池との間において端子電圧の差に起因して流れる電流を緩和電流として検出し、
    前記内部抵抗劣化検出手段は、前記緩和時間判定手段により前記緩和時間が前記時間閾値以上であると判定された二次電池が存在した場合に、前記参照用二次電池と並列接続された二次電池の中に、内部抵抗の増大により性能劣化した二次電池が含まれていると判定することを特徴とする電池制御装置。
11. 請求項８〜１０のいずれかに記載の電池制御装置において、
    前記二次電池の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
    前記内部抵抗劣化検出手段は、前記温度検出手段により検出された前記二次電池の温度が低いほど、前記時間閾値を長い値に設定することを特徴とする電池制御装置。
12. 請求項８〜１１のいずれかに記載の電池制御装置において、
    前記緩和時間測定手段により検出された前記緩和時間を、該緩和時間が緩和時間測定手段により測定された時刻ごとに記憶する緩和時間記憶手段と、
    前記緩和時間記憶手段に記憶された前記緩和時間と、前記時刻との関係に基づいて、現在から所定期間以内に前記緩和時間が前記時間閾値以上となると想定される二次電池を抽出し、抽出した前記二次電池、およびこれに並列接続された二次電池の中に、内部抵抗の増大により性能劣化する可能性がある二次電池が存在すると予測する内部抵抗劣化予測手段と、をさらに備えることを特徴とする電池制御装置。
13. 請求項１２に記載の電池制御装置において、
    前記内部抵抗劣化予測手段により、内部抵抗の増大による性能劣化が発生する可能性があると予測された二次電池の情報を、ユーザに通知する内部抵抗劣化通知手段をさらに備えることを特徴とする電池制御装置。

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