JP6741211B2 - 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法 - Google Patents

蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6741211B2
JP6741211B2 JP2016154942A JP2016154942A JP6741211B2 JP 6741211 B2 JP6741211 B2 JP 6741211B2 JP 2016154942 A JP2016154942 A JP 2016154942A JP 2016154942 A JP2016154942 A JP 2016154942A JP 6741211 B2 JP6741211 B2 JP 6741211B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power storage
storage element
storage device
voltage
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016154942A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018022665A (ja
Inventor
武志 中本
武志 中本
小西　大助
大助 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Priority to JP2016154942A priority Critical patent/JP6741211B2/ja
Priority to US15/661,967 priority patent/US10637262B2/en
Priority to DE102017213136.5A priority patent/DE102017213136A1/de
Priority to CN201710659525.XA priority patent/CN107687387B/zh
Publication of JP2018022665A publication Critical patent/JP2018022665A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6741211B2 publication Critical patent/JP6741211B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/101—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063—Battery voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本明細書によって開示される技術は、蓄電装置、車両、蓄電装置の内部短絡の検出制御方法および蓄電装置の充電制御方法に関する。
例えば、自動車に搭載された蓄電装置は、エンジン始動装置や様々な車両負荷への電力供給、オルタネータからの充電に使用される。この種の蓄電装置において、蓄電素子の負極基材に銅箔を使用するリチウムイオン電池を使用する場合は、過放電されると負極基材の銅が電解液に溶出する。
この状態で充電が行われると、溶出した銅イオンが銅となって電極に析出し、析出した銅が成長することで蓄電素子が内部短絡する虞がある。このため、蓄電装置は、車両負荷へ供給される電流を遮断する電流遮断装置（遮断部）と、電流遮断装置を制御するバッテリ管理部とを備えており、バッテリ管理部は、電流遮断装置において電流を遮断することで蓄電装置が過充電や過放電になることを防いでいる。このような技術としては、特開２０１３−２０１８８８号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。
特開２０１３−２０１８８８号公報
ところで、この種の蓄電装置によると、電流遮断装置において電流を遮断してしまうと、蓄電装置に対して外部充電器などを接続したとしても蓄電装置を充電することができなる。つまり、蓄電装置の蓄電素子が内部短絡していない場合であっても、蓄電装置を利用することができなくなってしまう。
本明細書では、蓄電装置の内部短絡の有無を検出する技術を開示する。
本明細書によって開示される技術は、蓄電装置であって、蓄電素子と、前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部と、前記蓄電素子への通電を制御する通電制御手段と、制御部とを備え、前記制御部は、前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理を実行する構成とした。
本明細書によって開示される技術によれば、通電制御手段によって蓄電素子への通電を制御して蓄電素子を充電し、蓄電素子の充電中または充電後の蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出することができる。これにより、蓄電装置の利用の有無を判断することができる。
実施形態１における蓄電装置の斜視図 蓄電装置の分解斜視図 実施形態１における蓄電装置の電気的構成を示すブロック図 電池保護処理のフローチャート図 蓄電素子のセル電圧および充電電流の時間推移を模式的に示すグラフ 波形整形回路を使用した充電電圧を模式的に示すグラフ 短絡検出処理のフローチャート図 電圧変化比較処理のフローチャート図 自動車に搭載された蓄電装置を示す図 実施形態２における蓄電装置の電気的構成を示すブロック図 他の実施形態における蓄電装置の電気的構成を示すブロック図
（本実施形態の概要）
初めに、本明細書によって開示する蓄電装置、車両、蓄電装置の内部短絡の検出制御方法および蓄電装置の充電制御方法の概要について説明する。
本実施形態の蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部と、前記蓄電素子への通電を制御する通電制御手段と、制御部とを備え、前記制御部は、前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理を実行する。
また、本明細書により開示される技術は、前記蓄電装置を車両のエンジン始動用の蓄電装置として構成する。
また、本明細書により開示される技術は、前記蓄電装置を搭載した車両である。
このような構成の蓄電装置によると、通電制御手段によって蓄電素子への通電を制御して蓄電素子を充電し、蓄電素子の充電中または充電後の蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出することができる。ひいては、蓄電装置の利用の有無を判断することができる。
本明細書により開示される蓄電装置の一実施態様として、前記制御部は、前記短絡検出処理において充電中の前記蓄電素子の電圧変化が所定の基準範囲を逸脱した場合に前記蓄電素子の内部短絡を検出する構成としてもよい。
また、蓄電装置の内部短絡の検出制御方法は、蓄電素子を有する蓄電装置の内部短絡の検出制御方法であって、充電中の前記蓄電素子の電圧変化が所定の基準範囲を逸脱した場合に前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理を実行する。
このような構成によると、充電中の蓄電素子の電圧変化を確認することで蓄電素子が内部短絡していることを検出することができる。
また、本明細書により開示される蓄電装置の一実施態様として、前記蓄電素子は、直列に複数接続されており、前記制御部は、前記短絡検出処理において、前記蓄電素子の充電後における前記蓄電素子同士の状態変化を比較することで前記蓄電素子の内部短絡を検出する構成としてもよい。
このような構成によると、充電後の蓄電素子の電圧変化を確認することで蓄電素子が内部短絡していることを検出することができる。
また、本明細書により開示される蓄電装置の一実施態様として、前記蓄電素子は、直列に複数接続されており、前記制御部は、前記短絡検出処理において充電中の前記蓄電素子の電圧変化が所定の基準範囲を逸脱し、かつ、前記蓄電素子の充電後における前記蓄電素子同士の状態変化を比較することで前記蓄電素子の内部短絡を検出する構成としてもよい。
このような構成によると、充電中の蓄電素子の電圧変化と、蓄電素子の充電後における蓄電素子同士の状態変化の比較の両方の結果に基づいて蓄電素子の内部短絡を検出するから、内部短絡の検出精度を向上させることができる。
また、本明細書により開示される蓄電装置の一実施態様として、前記制御部は、前記短絡検出処理を複数回行う構成としてもよい。
このような構成によると、蓄電素子を充電して内部短絡を検出する内部短絡検出処理を複数回繰り返すことで、内部短絡の検出精度をさらに向上させることができる。
また、本明細書により開示される蓄電装置の一実施態様として、前記制御部は、前記蓄電素子の電圧が所定電圧よりも低下することで前記蓄電素子の放電を遮断して充電の受け入れを可能とした後に前記短絡検出処理を実行し、前記短絡検出処理において前記蓄電素子の内部短絡が検出されない場合に、前記蓄電素子への通電を可能として前記蓄電素子を再充電可能にする構成としてもよい。
また、本明細書により開示される蓄電装置の充電制御方法は、蓄電素子を有する蓄電装置の充電制御方法であって、前記蓄電素子の電圧が所定電圧よりも低下した場合に、前記蓄電素子の放電を遮断する放電遮断処理と、前記放電遮断処理後に前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理と、を行い、前記短絡検出処理において前記蓄電素子の内部短絡が検出されない場合に前記蓄電素子への通電を可能にして前記蓄電素子を再充電可能としてもよい。
このような構成によると、蓄電素子の電圧が所定電圧よりも低下し過放電状態となった場合に、蓄電素子の放電を遮断して充電の受け入れを可能とする。そして、蓄電素子を充電し、内部短絡が検出されなかった場合には、蓄電素子への通電を可能にすることで蓄電装置を利用できるようにすることができる。これにより、蓄電素子に内部短絡が生じるまで蓄電装置を利用することができ、蓄電装置の延命を図ることができる。
前記通電制御手段は、前記蓄電素子への通電路を遮断する電流遮断装置と、前記電流遮断装置に対して並列に接続された波形整形回路とを備え、前記制御部は、前記通電路を遮断して前記蓄電素子への通電を前記波形整形回路経由に切り替えて前記蓄電素子を充電する構成としてもよい。
このような構成によると、充電電流が波形整形回路を経由するように切り替えられた場合に、充電器からの印加電圧の波形を整形して充電電流を平滑化できるから、蓄電素子の状態変化に基づく内部短絡を検出し易くすることができる。
＜実施形態１＞
本明細書に開示された技術における一実施形態について図１から図９を参照して説明する。
本実施形態は、図９に示すように、自動車などの車両Ｍの図示しないエンジンルームに搭載されるエンジン始動用の蓄電装置１０を示しており、蓄電装置１０は、車両の電子制御装置Ｍ１に電力を供給すると共に、電子制御装置Ｍ１によって制御されるオルタネータなど車両側充電器Ｍ２と接続されている。
また、蓄電装置１０は、図１に示すように、ブロック状の電池ケース１１を有している。電池ケース１１内には、図２に示すように、複数（本実施形態では４つ）の蓄電素子２１を直列に接続してなる組電池２０や制御基板１８などが収容されている。
なお、以下の説明において、図１および図２を参照する場合、上下方向とは、電池ケース１１が設置面に対して傾きなく水平に置かれた時の電池ケース１１の上下方向を基準とし、前後方向とは、電池ケース１１の短辺部分に沿う方向（奥行き方向）を基準として図示左手前側を前側とする。また、左右方向とは、電池ケース１１の長辺部分に沿う方向を基準とし、図示右手前側を右方向として説明する。
電池ケース１１は、合成樹脂製であって、図２に示すように、上方に開口する箱型のケース本体１３と、複数の蓄電素子２１を位置決めする位置決め部材１４と、ケース本体１３の上部に装着される中蓋１５と、中蓋１５の上部に装着される上蓋１６とを備えて構成されている。
ケース本体１３内には、図２に示すように、複数の蓄電素子２１が個別に収容される複数のセル室１３Ａが左右方向に並んで設けられている。
蓄電素子２１は、例えばグラファイト系材料の負極活物質と、リン酸鉄リチウムなどのリン酸鉄系の正極活物質を使用したリチウムイオン電池とされている。
位置決め部材１４は、図２に示すように、複数のバスバー１７が上面に配置されている。位置決め部材１４がケース本体１３内に配置された複数の蓄電素子２１の上部に配置されることで、複数の蓄電素子２１が位置決めされると共に複数のバスバー１７によって直列に接続されて組電池２０が構成されている。
中蓋１５は、図１および図２に示すように、平面視略矩形状をなし、左右方向に高低差を付けた形状とされている。中蓋１５の左右方向両端部には、車両に設けられた図示しないバッテリ端子が接続される一対の外部端子部１２が中蓋１５に埋設された状態で設けられている。一対の外部端子部１２は、例えば、鉛合金等の金属からなり、一対の外部端子部１２のうち、一方が正極側端子部１２Ｐとされ、他方が負極側端子部１２Ｎとされている。
また、中蓋１５は、図２に示すように、制御基板１８が内部に収容可能とされており、中蓋１５がケース本体１３に装着されることで、組電池２０と制御基板１８とが接続されるようになっている。
次に、蓄電装置１０の電気的構成を説明する。
蓄電装置１０は、図３に示すように、組電池２０と、電池管理装置（以下、「ＢＭＵ」という）（「制御部」の一例）３０と、電流検出抵抗４１と、充電遮断装置４２と、放電遮断装置４３と、波形整形回路４４とを備えて構成されている。
組電池２０と、電流検出抵抗４１と、充電遮断装置４２と、放電遮断装置４３とは、通電路Ｌを介して直列に接続されており、組電池２０の正極側が充電遮断装置４２および放電遮断装置４３を介して正極側端子部１２Ｐに接続され、負極側が電流検出抵抗４１を介して負極側端子部１２Ｎに接続されている。
電流検出抵抗４１は、組電池２０の電流を検出する抵抗器であって、電流検出抵抗４１の両端電圧がＢＭＵ３０に取り込まれることで組電池２０の電流が検出される。
充電遮断装置４２および放電遮断装置４３は、例えばＮチャネルのＦＥＴであり、それぞれ寄生ダイオード４２Ｄ，４３Ｄを有している。また、充電遮断装置４２および放電遮断装置４３は、ドレイン同士が互いに共通接続され、充電遮断装置４２のソースが正極側端子部１２Ｐに接続され、放電遮断装置４３のソースが組電池２０に接続されている。
ＢＭＵ３０は、電圧検出回路（「電圧検出部」の一例）３１と、中央処理装置であるＣＰＵ（「制御部」の一例）３３と、メモリ３４とを備えて構成されており、これらは、制御基板１８上に搭載されている。また、ＢＭＵ３０は、通電路Ｌに接続されることで組電池２０から電力の供給を受けている。
電圧検出回路３１は、電圧検出線Ｌ２を介して、各蓄電素子２１の両端にそれぞれ接続されており、ＣＰＵ３３からの指示に応答して、各蓄電素子２１のセル電圧Ｖ１および組電池２０の電池電圧（複数の蓄電素子２１の総電圧）Ｖ２を検出する。
メモリ３４は、例えばフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリとされている。メモリ３４には、各蓄電素子２１または組電池２０を管理する各種プログラム、各種プログラムの実行に必要なデータ、例えば、蓄電素子２１のセル電圧充電閾値および組電池２０の電池電圧充電閾値、蓄電素子２１のセル電圧放電閾値および組電池２０の電池電圧放電閾値などが記憶されている。
ＣＰＵ３３は、電流検出抵抗４１、電圧検出回路３１などの出力から蓄電素子２１の電流、電圧などを監視しており、異常を検出した場合には、充電遮断装置４２および放電遮断装置（「通電制御手段」および「電流遮断装置」の一例）４３を作動させる電池保護処理を実行することで組電池２０に不具合が生じることを防いでいる。
以下に、電池保護処理について、図４を参照しつつ説明する。
電池保護処理では、まず、ＣＰＵ３３が、電圧検出回路３１において、各蓄電素子２１のセル電圧Ｖ１および組電池２０の電池電圧Ｖ２を検出し（Ｓ１１）、セル電圧Ｖ１および電池電圧Ｖ２と、メモリ３４に記憶されたセル電圧充電閾値および電池電圧充電閾値とを比較する（Ｓ１２）。
なお、セル電圧充電閾値とは、蓄電素子２１の１つが過充電状態になったときの電圧値よりもやや小さい値であり、電池電圧充電閾値とは、組電池２０が過充電状態になったときの電圧値よりやや小さい値である。
ＣＰＵ３３は、セル電圧Ｖ１のいずれかがセル電圧充電閾値以上と判断、もしくは、電池電圧Ｖ２が電池電圧充電閾値以上と判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、組電池２０もしくは蓄電素子２１のいずれかが過充電状態に至る虞があるとして、充電遮断装置４２において電流を遮断する遮断切替指令を送信する。そして、充電遮断装置４２を遮断状態に切り替えることで、組電池２０と正極側端子部１２Ｐとの間の通電を遮断し、組電池２０が過充電状態に至ることを抑制する（Ｓ１３）。
なお、充電遮断装置４２を遮断状態に切り替えた後でも、充電遮断装置４２の寄生ダイオード４２Ｄ経由で放電を継続させることができるようになっている。
一方、ＣＰＵ３３は全てのセル電圧Ｖ１がセル電圧充電閾値よりも小さいと判断し、かつ、電池電圧Ｖ２が電池電圧充電閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、各セル電圧Ｖ１および電池電圧Ｖ２と、メモリ３４に記憶されたセル電圧放電閾値および電池電圧放電閾値とを比較する（Ｓ１４）。なお、セル電圧放電閾値は、蓄電素子２１の１つが過放電状態になった時の電圧値よりもやや大きい値であり、電池電圧放電閾値は、組電池２０が過放電状態になったときの電圧値よりもやや大きい値である。
ＣＰＵ３３は、セル電圧Ｖ１のいずれかがセル電圧放電閾値以下と判断、もしくは、電池電圧Ｖ２が電池電圧放電閾値以下と判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、組電池２０もしくは蓄電素子２１のいずれかが過放電状態に至る虞があるとして、放電遮断装置４３に遮断切替指令を送信する。
そして、放電遮断装置４３を遮断状態に切り替えることで、組電池２０と正極側端子部１２Ｐとの間の通電を遮断し、組電池２０が過放電状態に至ることを抑制する（Ｓ１５）。
なお、放電遮断装置４３を遮断状態に切り替えた後でも、放電遮断装置４３の寄生ダイオード４３Ｄ経由で充電を継続させることができるようになっている。また、本実施形態のＳ１５が、各蓄電素子２１を充電する為、放電を遮断する放電遮断処理に相当する。
一方、ＣＰＵ３３は、全てのセル電圧Ｖ１がセル電圧放電閾値よりも大きいと判断し、かつ、電池電圧Ｖ２が電池電圧放電閾値よりも大きいと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、電池保護処理を終了する。
そして、この電池保護処理を、常時或いは定期的に、繰り返すことで、組電池２０が過充電状態または過放電状態になることを防いでいる。
さて、外部端子部１２と組電池２０との間には、充電遮断装置４２および放電遮断装置４３と並列に波形整形回路（「通電制御手段」の一例）４４が接続されている。
波形整形回路４４は、図３に示すように、半導体スイッチＳＷと、リアクトルＲと、放電防止ダイオードＤ１と、還流ダイオードＤ２とを備えて構成されている。
半導体スイッチＳＷは、ＮチャネルのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、ドレインが正極側端子部１２Ｐに接続され、ソースがリアクトルＲに接続されている。半導体スイッチＳＷは、ＣＰＵ３３からの制御信号が入力される構成になっており、ＣＰＵ３３からの制御信号に応答して電流を遮断する。
リアクトルＲは、一端が半導体スイッチＳＷのドレインに接続され、他端が放電防止ダイオードＤ１を介して組電池２０の正極側の通電路Ｌに接続されている。放電防止ダイオードＤ１は、カソードが組電池２０の正極側の通電路Ｌに接続され、アノードがリアクトルＲに接続されている。還流ダイオードＤは、カソードが半導体スイッチＳＷとリアクトルＲの中間接続点に接続され、アノードがグランドラインに接続されている。
そして、ＣＰＵ３３は、波形整形回路４４の半導体スイッチＳＷを所定周期でスイッチング制御させることで、外部充電器ＣＨの充電電圧（出力電圧）を降圧させることができるようになっている。
具体的には、半導体スイッチＳＷをオンすると、リアクトルＲに電流が流れ、リアトルＲは磁気エネルギーを蓄える。そして、半導体スイッチＳＷがオフに切り換わると、リアクトルＲは、還流ダイオードＤを経由して、蓄えた磁気エネルギーを放出する。このような動作を周期的に繰り返すことにより、電圧を降圧させることができる。なお、半導体スイッチＳＷは、デューティ比を切り換えることで、波形整形回路４４の出力電圧を調整することができる。
つまり、半導体スイッチＳＷは、デューティ比を切り換えることで、降圧量を調整することができる。
つまり、波形整形回路は、半導体スイッチＳＷをスイッチング制御し、充電電圧を降圧して充電電圧の振れを低減させることで、組電池に対する印加電圧の波形を整形し、充電電流を平滑化させることができるようになっている。
本実施形態は、以上のような構成であって、続いて、蓄電装置１０の作用および効果について説明する。
ところで、リン酸鉄系の正極活物質、負極板基材に銅箔を使用したリチウムイオン電池などの蓄電素子は、定電流充電（充電電流Ｉ）において短時間充電した場合のセル電圧の時間推移が、例えば、図５に示すように、充電開始時Ｔiに急激に立ち上がった後、所定の基準範囲Ｖａ内において一定の傾きで増加する。そして、充電を停止する充電停止時Ｔeから基準範囲内において速やかに低下するように推移する。
また、一般に、リン酸鉄系の正極活物質、負極板基材に銅箔を使用したリチウムイオン電池などの蓄電素子は、過放電状態になると電極の銅が電解液に溶出する。このため、電極の銅が電解液に溶出した状態のままさらに充電を行うと、溶出した銅イオンが銅となって電極に析出し、析出した銅が成長することで、セパレータが破壊され内部短絡が生ずる虞がある。蓄電素子内において内部短絡が生じると、蓄電素子のセル電圧の時間推移は、図５に示す基準範囲Ｖａから逸脱する傾向を示す。
そこで、ＣＰＵ３３は、電池保護処理の放電遮断装置４３において通電が遮断された後、蓄電装置１０の外部端子部１２に外部充電器ＣＨが接続されて充電された場合に、メモリ３４に記憶された各種プログラムおよび図５に示す基準範囲Ｖａに基づいて蓄電素子２１の内部短絡を検出する短絡検出処理を実行する。この実施形態では、充電遮断装置４２及び放電遮断装置４３により構成される電流遮断装置４２、４３を遮断して、組電池２０への通電を波形整形回路４４経由に切り替えて組電池２０を充電し、その時の組電池２０の状態変化に基づいて、組電池２０が内部短絡しているか判断する。
なお、外部充電器ＣＨによる充電開始の判断は、例えば、ＣＰＵ３３が電圧検出回路３１による外部端子部１２の電圧検出や電流検出抵抗４１の出力による充電電流の検出により行われる。
以下に、短絡検出処理について、図７を参照しつつ説明する。
短絡検出処理では、ＣＰＵ３３は、まず、組電池２０への通電を電流遮断装置４２、４３から波形整形回路４４経由に切り替え、波形整形回路４４における半導体スイッチＳＷのスイッチング制御を開始することで充電電圧を降圧させて充電を開始し（Ｓ２１）、これと同時にＣＰＵ３３において時間の計測を開始する（Ｓ２２）。つまり、波形整形回路４４において、充電電圧が降圧されて充電電圧の振れが低減され、充電電流が平滑化された状態で組電池２０の充電が開始され、これと同時に充電時間Ｔｃの計測が開始される。
そして、ＣＰＵ３３は、充電時間Ｔｃがメモリ３４に記憶された短絡検出充電時間Ｔｓを経過したところで（Ｓ２３：ＹＥＳ）、半導体スイッチＳＷのスイッチング制御を停止し、組電池２０への充電を停止する（Ｓ２４）。つまり、組電池２０は、波形整形回路４４によって平滑化された充電電流によって短絡検出充電時間Ｔｓの間、短時間充電される。
また、ＣＰＵ３３は、この短絡検出充電時間Ｔｓの間、各蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化(挙動)ΔＶが基準範囲Ｖａを逸脱しているか判定する（Ｓ２５）。
そして、ＣＰＵ３３は、いずれかの蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化ΔＶが、図７に示すように、基準範囲Ｖａを逸脱していた場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、蓄電素子２１の内部短絡を検出する（Ｓ２６）。
具体的には、ＣＰＵ３３は、波形整形回路４４を通して組電池２０に対して充電を開始する。そして、例えば、数百ミリ秒〜数秒程度の短絡検出充電時間Ｔｓの間、短時間充電し、図５に示すように、複数の蓄電素子２１のうちの蓄電素子２１Ａにおけるセル電圧Ｖ１の変化の割合が大きく、基準範囲Ｖａから逸脱している場合には、ＣＰＵ３３は、蓄電素子２１が内部短絡していると検出する。
一方、ＣＰＵ３３は、いずれの蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化ΔＶも基準範囲Ｖａ内にあって、基準範囲Ｖａを逸脱していない場合、蓄電素子２１が内部短絡していないと判定する。そして、ＣＰＵ３３は、短絡検出処理を、例えば、所定間隔で３から４回、複数回繰り返し実行する。これにより、各蓄電素子２１の内部短絡の検出精度を向上させることができる。
なお、短絡検出処理の複数回の繰り返しは、蓄電素子２１の充電状態（ＳＯＣ）が、例えば、５％、３０％、９０％に至る時間を短絡検出充電時間Ｔｓとして実行してもよい。
次に、ＣＰＵ３３は、短絡検出処理を繰り返す間に、各蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化ΔＶが基準範囲Ｖａを逸脱せず、各蓄電素子２１の充電状態（ＳＯＣ）がメモリ３４に記憶された短絡検出最大容量を超えたと判断した場合、蓄電素子同士のセル電圧Ｖ１の変化を比較する電圧変化比較処理を行う。なお、短絡検出最大容量とは、蓄電素子２１の短絡検出を行うために十分な充電容量であり、例えば、ＳＯＣが９０％以上とされている。
電圧変化比較処理では、図８に示すように、ＣＰＵ３３は、短絡検出処理において測定された各蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化ΔＶを用いて、それぞれの蓄電素子２１同士の電圧変化ΔＶを比較する（Ｓ３１）。ＣＰＵ３３は、電圧変化ΔＶ同士の差分値がメモリ３４に記憶された基準値Ｖｓ以上場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、蓄電素子２１のいずれかが内部短絡していることを検出する（Ｓ３２）。
一方、全ての電圧変化ΔＶが基準値Ｖｓ未満の場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ３３は、蓄電素子２１が内部短絡していないと判定する（Ｓ３３）。
そして、ＣＰＵ３３は、電圧変化比較処理においても各蓄電素子２１の内部短絡が検出されない場合に、電流遮断装置４２、４３において遮断を解除する遮断解除処理を実行し、外部端子部１２と組電池２０との間を通電可能とする。
すなわち、本実施形態によると、短絡検出処理および電圧変化比較処理の双方の処理において各蓄電素子２１が内部短絡しているか否か確認し、内部短絡が検出されない場合に、電流遮断装置４２、４３の遮断を解除し、外部端子部１２と組電池２０との間を通電可能とすることで、組電池２０を再充電可能にすることができる。これにより、内部短絡に起因した不具合を生じさせることなく蓄電装置１０を再び使用可能にすることができる。
ところで、一般に、簡素な制御回路によって構成された充電器は、商用１００Ｖ電源の電圧変動の影響を受け、図６の破線αに示すように出力電圧の波形が不安定となっている。このため、上記のような充電器によって蓄電装置１０が充電されると、組電池２０に対する印加電圧、ひいては充電電流が不安定となるため、各蓄電素子におけるセル電圧の変化が検出し難くなってしまう。
ところが、本実施形態によると、外部端子部１２と組電池２０との間には、充電遮断装置４２および放電遮断装置４３と並列に波形整形回路（「通電制御手段」の一例）４４が接続されており、波形整形回路によって、図６の実線βに示すように、充電器からの印加電圧の波形を整形し、図５に示すように、充電電流Ｉを平滑化することができるから、蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出し易くすることができる。
以上のように、本実施形態によると、従来のように、各蓄電素子２１のいずれかのセル電圧Ｖ１もしくは組電池２０の電池電圧Ｖ２がセル電圧充電閾値および電池電圧充電閾値よりも低下していると判断した場合に、放電遮断装置４３を遮断し、組電池２０が過放電状態になることを防ぐことができる。
そして、放電遮断装置４３が遮断状態となった後、外部端子部１２に外部充電器ＣＨが接続された場合には、ＢＭＵ３０のＣＰＵ３３が、組電池２０への通電を電流遮断装置４２、４３から波形整形回路４４経由に切り替え、波形整形回路４４を介して組電池２０を短時間充電し、各蓄電素子２１が基準範囲Ｖａから逸脱していないか判定する短絡検出処理を複数回に亘って繰り返す。
そして、複数回の短絡検出処理において各蓄電素子２１のセル電圧Ｖ１の変化が基準範囲Ｖａから逸脱しておらず、内部短絡が生じていないと判定された場合には、さらに、電圧変化比較処理を実行し、蓄電素子２１の電圧変化ΔＶ同士の差分値が基準値未満の場合に内部短絡が生じていないと判定する。
つまり、複数回の短絡検出処理において内部短絡の検出精度が向上され、さらに電圧変化比較処理において各蓄電素子２１が内部短絡していないと判定された場合にのみ、電流遮断装置４２、４３の遮断を解除し、組電池２０を再充電できるようにする。これにより、蓄電素子２１に内部短絡が生じるまで蓄電装置１０を利用することができるようになり、蓄電装置１０の延命を図ることができる。
また、本実施形態によると、短絡検出処理において、組電池２０を充電する際に、波形整形回路４４を介して充電電圧を降圧させて充電電圧の振れを低減させることで、蓄電素子２１に対する印加電圧の波形を整形し、充電電流を平滑化するから、蓄電素子２１の電圧変化が基準範囲Ｖａを逸脱していないか検出し易くすることができる。したがって、本実施形態によると、さらに内部短絡の検出精度を向上させることができる。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図１０を参照して説明する。
実施形態２の蓄電装置１１０は、実施形態１の電気的構成における波形整形回路４４を除き、短絡検出処理の一部を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
実施形態２における短絡検出処理では、ＣＰＵ３３は、まず、放電遮断装置４３において、一時的に放電の遮断を維持して組電池２０への定電圧充電もしくはパルス充電を開始し、充電時間Ｔｃが短絡検出充電時間Ｔｓを経過したところで、組電池２０への充電を停止する。
そして、ＣＰＵ３３は、この短絡検出充電時間Ｔｓの間、各蓄電素子２１におけるセル電圧Ｖ１の変化 (挙動)ΔＶが基準範囲Ｖａを逸脱しているか判定し、蓄電素子２１の内部短絡を検出する。
つまり、本実施形態においても、短絡検出処理および電圧変化比較処理の双方の処理において各蓄電素子２１が内部短絡していないと判定された場合にのみ、放電遮断装置４３の遮断が解除され、組電池２０が再充電できるようになっている。これにより、蓄電素子２１に内部短絡が生じるまで蓄電装置１０を利用することができるようになり、蓄電装置１０の延命を図ることができる。
なお、本実施形態におけるパルス充電とは、充電電流を供給する供給期間と供給しない停止期間とを交互にパルス状に繰り返す充電であり、例えば、供給期間と停止期間とが同一であってもよく、供給期間が停止期間よりも長くてもよい。
また、パルス充電におけるパルスの形状は、矩形状であってもよく、曲線状であってもよい。詳しくは、曲線的に緩やかに増加する形状や曲線的に急激に増加する形状であってもよく、曲線的に緩やかに低減する形状や曲線的に急激に低減する形状であってもよい。
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、充電遮断装置４２および放電遮断装置４３を、ＭＯＳＦＥＴによって構成した。しかしながら、これに限らず、充電遮断装置および放電遮断装置をリレーによって構成してもよい。また、図１１に示すように、充電遮断装置を設置せずにリレー型の放電遮断装置２４３のみ設置した構成にしてもよい。
（２）上記実施形態では、短絡検出処理を複数回繰り返す構成にした。しかしながら、これに限らず、短絡検出処理を1回だけ実行する構成にしてもよく、短絡検出処理を２回や４回以上実行する構成にしてもよい。
（３）上記実施形態では、短絡検出処理を実行した後、電圧変化比較処理を実行する構成にした。しかしながら、これに限らず、短絡検出処理のみ実行する構成や電圧変化比較処理のみ実行する構成にしてもよい。
（４）上記実施形態では、蓄電装置１０を、自動車など４輪用の車両Ｍに搭載されるエンジン始動用の蓄電装置１０として構成した。しかしながら、これに限らず、蓄電装置を、２輪用の車両に搭載される蓄電装置として構成してもよい。
１０：蓄電装置
２１：蓄電素子
３０：電池管理装置（「制御部」の一例）
３１：電圧検出回路（「電圧検出部」の一例）
３３：ＣＰＵ（「制御部」の一例）
４３：放電遮断装置（「通電制御手段」および「電流遮断装置」の一例）
４４：波形整形回路（「通電制御手段」の一例）
Ｖａ：基準範囲
ΔＶ：蓄電素子の電圧変化

Claims (9)

  1. 蓄電素子と、
    前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出部と、
    前記蓄電素子への通電を制御する通電制御手段と、
    制御部とを備え、
    前記制御部は、前記通電制御手段により前記蓄電素子への通電を制御して前記蓄電素子を充電し、前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理を実行し、
    前記制御部は、前記蓄電素子の電圧が所定電圧よりも低下することで前記蓄電素子の放電を遮断して充電の受け入れを可能とした後に前記短絡検出処理を実行し、前記短絡検出処理において前記蓄電素子の内部短絡が検出されない場合に、前記蓄電素子への通電を可能として前記蓄電素子を再充電可能にする蓄電装置。
  2. 前記制御部は、前記短絡検出処理において充電中の前記蓄電素子の電圧変化が所定の基準範囲を逸脱した場合に前記蓄電素子の内部短絡を検出する請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 前記蓄電素子は、直列に複数接続されており、
    前記制御部は、前記短絡検出処理において、前記蓄電素子の充電後における前記蓄電素子同士の状態変化を比較することで前記蓄電素子の内部短絡を検出する請求項１に記載の蓄電装置。
  4. 前記蓄電素子は、直列に複数接続されており、
    前記制御部は、前記短絡検出処理において充電中の前記蓄電素子の電圧変化が所定の基準範囲を逸脱し、かつ、前記蓄電素子の充電後における前記蓄電素子同士の状態変化を比較することで前記蓄電素子の内部短絡を検出する請求項１に記載の蓄電装置。
  5. 前記制御部は、前記短絡検出処理を複数回行う請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6. 前記通電制御手段は、前記蓄電素子への通電路を遮断する電流遮断装置と、
    前記電流遮断装置に対して並列に接続された波形整形回路と、を備え、
    前記制御部は、前記通電路を遮断して前記蓄電素子への通電を前記波形整形回路経由に切り替えて前記蓄電素子を充電する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の蓄電装置は、車両用のエンジン始動用の蓄電装置である蓄電装置。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の蓄電装置を搭載する車両。
  9. 蓄電素子を有する蓄電装置の充電制御方法であって、
    前記蓄電素子の電圧が所定電圧よりも低下した場合に、前記蓄電素子の放電を遮断する放電遮断処理と、
    前記放電遮断処理後に前記蓄電素子の充電に基づく前記蓄電素子の状態変化に基づいて内部短絡を検出する短絡検出処理と、を行い、
    前記短絡検出処理において前記蓄電素子の内部短絡が検出されない場合に前記蓄電素子への通電を可能として前記蓄電素子を再充電可能にする、蓄電装置の充電制御方法。
JP2016154942A 2016-08-05 2016-08-05 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法 Active JP6741211B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016154942A JP6741211B2 (ja) 2016-08-05 2016-08-05 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法
US15/661,967 US10637262B2 (en) 2016-08-05 2017-07-27 Energy storage apparatus, vehicle, internal short-circuit detection controlling method for energy storage apparatus, and charge controlling method for energy storage apparatus
DE102017213136.5A DE102017213136A1 (de) 2016-08-05 2017-07-31 Energiespeichervorrichtung, Fahrzeug, Steuerverfahren zum Erfassen eines internen Kurzschlusses für eine Energiespeichervorrichtung und Ladesteuerverfahren für eine Energiespeichervorrichtung
CN201710659525.XA CN107687387B (zh) 2016-08-05 2017-08-04 蓄电装置、车辆及充电控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016154942A JP6741211B2 (ja) 2016-08-05 2016-08-05 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018022665A JP2018022665A (ja) 2018-02-08
JP6741211B2 true JP6741211B2 (ja) 2020-08-19

Family

ID=60996365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016154942A Active JP6741211B2 (ja) 2016-08-05 2016-08-05 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10637262B2 (ja)
JP (1) JP6741211B2 (ja)
CN (1) CN107687387B (ja)
DE (1) DE102017213136A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6741211B2 (ja) * 2016-08-05 2020-08-19 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法
CN110780219B (zh) * 2018-07-30 2022-03-18 广州小鹏汽车科技有限公司 一种电池包内短路检测方法、装置和电动汽车
KR102316486B1 (ko) 2018-11-27 2021-10-22 주식회사 엘지화학 시동용 배터리의 구동 시스템 및 이를 이용한 외부 시스템 오프 상태 인식 방법
JP7177311B2 (ja) 2018-11-28 2022-11-24 株式会社アーケム 防音材、及び、防音材の製造方法
US11251626B2 (en) * 2019-01-15 2022-02-15 Lithium Power Inc. System for lead-acid battery replacement
KR20210004646A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 주식회사 엘지화학 배터리 셀 진단 장치 및 방법
KR20210039706A (ko) * 2019-10-02 2021-04-12 주식회사 엘지화학 병렬 연결 셀의 연결 고장 검출 방법 및 시스템
CN110888072A (zh) * 2019-11-28 2020-03-17 Oppo广东移动通信有限公司 电池微短路的检测方法及装置、电子设备
CN110927589B (zh) * 2019-12-09 2023-03-21 天津市捷威动力工业有限公司 一种在线监控电池内短路异常的方法
JPWO2021117566A1 (ja) * 2019-12-10 2021-06-17
JP2022179953A (ja) * 2021-05-24 2022-12-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置、接続状態の判定方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2755536B2 (ja) * 1992-11-25 1998-05-20 株式会社ピーエフユー バッテリ状態検出機能を持つ装置
JP2007187533A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Sanyo Electric Co Ltd 電池の寿命判定方法
US8698346B2 (en) * 2008-09-22 2014-04-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle abnormality detection apparatus and vehicle
JP5289083B2 (ja) * 2009-02-05 2013-09-11 三洋電機株式会社 二次電池の異常検出装置および二次電池装置
KR101189885B1 (ko) * 2010-10-19 2012-10-10 산요덴키가부시키가이샤 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치
DE112011105036T5 (de) * 2011-03-16 2014-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fahrzeug und Verschlechterungsdiagnoseverfahren für eine Energiespeichervorrichtung
WO2013085007A1 (ja) * 2011-12-09 2013-06-13 本田技研工業株式会社 電動車両の充電装置
JP5974500B2 (ja) * 2012-01-25 2016-08-23 ミツミ電機株式会社 保護機能付き充電制御装置および電池パック
JP2013160582A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Ntt Facilities Inc 組電池システムおよび組電池システムの管理方法
KR101342602B1 (ko) 2012-03-23 2013-12-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP5831760B2 (ja) * 2012-04-05 2015-12-09 株式会社デンソー 電源制御システムの異常診断装置
JP6007826B2 (ja) 2013-02-25 2016-10-12 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
JP5783197B2 (ja) * 2013-03-04 2015-09-24 株式会社デンソー 組電池の電圧検出装置
JP6305126B2 (ja) * 2014-03-12 2018-04-04 マクセルホールディングス株式会社 予備充放電機能を有する電池パック
US9847658B2 (en) * 2014-12-31 2017-12-19 Meridian Design, Inc. Systems and methods for performing battery management
KR101688921B1 (ko) * 2015-06-22 2017-01-02 주식회사 효성 Ｄｃ 차단기
WO2017144110A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Toyota Motor Europe Control device and method for charging a rechargeable battery
EP3437569A4 (en) * 2016-03-30 2019-11-13 Olympus Corporation THREAD FIXING TOOL
JP6741211B2 (ja) * 2016-08-05 2020-08-19 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107687387B (zh) 2021-07-06
CN107687387A (zh) 2018-02-13
US20180041055A1 (en) 2018-02-08
DE102017213136A1 (de) 2018-02-08
JP2018022665A (ja) 2018-02-08
US10637262B2 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6741211B2 (ja) 蓄電装置、車両、及び蓄電装置の充電制御方法
EP3282534B1 (en) Energy storage apparatus and charge control method for the same
CN107689665B (zh) 发动机启动用的蓄电装置及其控制方法、车辆
CN107689464B (zh) 蓄电装置、蓄电装置的控制方法、车辆
KR102227320B1 (ko) 축전 소자 보호 장치, 축전 장치, 스타터 배터리 및 축전 소자 보호 방법
US9680303B2 (en) Power storage system and power source system
JP6614443B2 (ja) バッテリ装置、車両、電池管理プログラムおよびバッテリ装置の管理方法
CN106998085B (zh) 蓄电装置以及蓄电元件的不当使用判断方法
US11728660B2 (en) Energy storage apparatus and control method of energy storage devices
CN110679052B (zh) 蓄电元件的保护装置
US10615616B2 (en) Energy storage apparatus for vehicle and vehicle
JP2016119741A (ja) 車両用のバッテリシステム
JP6825678B2 (ja) 車両

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200708

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6741211

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150