JP6751915B2

JP6751915B2 - 管理装置、及び蓄電システム

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Publication number: JP6751915B2
Application number: JP2017563404A
Authority: JP
Inventors: 尚史大野; 康正一色
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: EP3410136A4; US20190077265A1; US10493848B2; JPWO2017130258A1; CN107923949A; EP3410136B1; WO2017130258A1; CN107923949B; EP3410136A1

Description

本発明は、蓄電モジュールを管理する管理装置、及び蓄電モジュールと管理装置を備える蓄電システムに関する。

異常が発生した電池は、正常電池や経年劣化（例えば、容量劣化、内部抵抗劣化）した電池と比較して、電圧降下が大きくなることが知られている。劣化は時間の経過と共に生じるものであるが、電池異常（例えば、微小短絡）は使用期間が短い場合でも短期的に起こる可能性があり、最悪の場合、発火に至る場合もある。そのため、電池異常の予兆を素早く検知し、電池異常を検出することが重要である。

蓄電装置の異常を検出する手法の１つとして、複数の蓄電部の電圧のばらつきを均等化するための均等化処理を複数回実行し、均等化処理間の時間間隔が設定時間より短い場合に異常の兆候ありと判定し、それ以降の充放電容量などの検出値をもとに最終的な異常を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１３４０６０号公報

一般的な均等化処理は、複数の蓄電部間の電圧差が一定値以上になったとき実行されるため、均等化処理と異常検出処理を関連付けている場合、異常検出タイミングが遅れる場合が発生し得る。また蓄電セルごとに電圧検出線を設けることが考えられるが、回路規模が増大する。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、蓄電装置の異常を簡素な構成で早期に検出する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の管理装置は、蓄電セルをｍ（ｍは１以上の整数）個、並列に接続した蓄電ブロックを、ｎ（ｎは２以上の整数）個、直列に接続した蓄電モジュールを管理する管理装置であって、前記ｎ個の蓄電ブロックの各電圧降下速度をもとに、異常な蓄電セルを含む蓄電ブロックを特定する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、蓄電装置の異常を簡素な構成で早期に検出することができる。

図１は本発明の実施の形態に係る蓄電システムを説明するための図である。図２は電池セルの異常発生の一例を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、図２の第１電池ブロックと第２電池ブロックの電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図４は本発明の実施の形態に係る電池管理装置による、第１の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。図５（ａ）、（ｂ）は、ｎ個の電池ブロックが全て正常な場合の電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は、ｎ個の電池ブロックの内、異常な電池ブロックを含む場合の電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例１を説明するための図である。図８（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例２を説明するための図である。図９（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例３を説明するための図である。図１０は本発明の実施の形態に係る電池管理装置による、第２の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。図１１は図４のフローチャートに基づく処理例を説明するための図である。図１２は本発明の実施の形態に係る電池管理装置による、第３の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。図１３は本発明の実施の形態に係る電池管理装置による、第４の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電システム１を説明するための図である。蓄電システム１は蓄電モジュール２０及び電池管理装置１０を備える。蓄電モジュール２０は負荷２に接続される。例えば車載用途の場合、負荷２はモータである。その場合、蓄電モジュール２０と負荷２の間にインバータ回路（不図示）が接続される。力行時、蓄電モジュール２０から放電される直流電力がインバータ回路により交流電力に変換されてモータに供給される。回生時、モータにより発電された交流電力がインバータ回路により直流電力に変換されて蓄電モジュール２０に充電される。なお外部充電器からプラグインにより充電可能な構成であってもよい。

また据置型のピークカット／バックアップ用途の蓄電モジュール２０の場合、負荷２は系統および一般／特定の負荷である。この場合も、蓄電モジュール２０と負荷２の間にインバータ回路（不図示）が接続される。蓄電モジュール２０の充電時、系統から供給される交流電力がインバータ回路により直流電力に変換されて蓄電モジュール２０に充電される。蓄電モジュール２０の放電時、蓄電モジュール２０から放電される直流電力がインバータ回路により交流電力に変換されて一般／特定の負荷に供給される。

蓄電モジュール２０は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の電池ブロック（第１電池ブロックＢ１、第２電池ブロックＢ２、・・・、第ｎ電池ブロックＢｎ）が直列に接続されて構成される。第１電池ブロックＢ１は、ｍ（ｍは１以上の整数）個の電池セルＳ１１−Ｓ１ｍが並列に接続されて構成される。第２電池ブロックＢ２及び第ｎ電池ブロックＢｎも同様である。電池セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル等を使用することができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セルを使用する例を想定する。なお図１では１つの蓄電モジュール２０を描いているが、複数の蓄電モジュールをさらに直列に接続して出力電圧を増加させることもできる。

電池管理装置１０は電圧検出部１１、電流検出部１２、制御部１３及び記憶部１４を含む。制御部１３は電圧降下速度算出部１３ａ及び異常判定部１３ｂを含む。電圧検出部１１はｎ個の電池ブロックの各電池ブロックの電圧を検出する。電圧検出部１１は各電池ブロックの検出電圧を制御部１３に出力する。電流検出部１２は、蓄電モジュール２０の電流路に挿入されるシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を測定して蓄電モジュール２０に流れる電流を検出する。電流検出部１２は蓄電モジュール２０の検出電流を制御部１３に出力する。電圧検出部１１及び電流検出部１２は例えば、ＡＳＩＣで構成することができる。なおシャント抵抗Ｒｓの代わりに、ホール素子などの他の電流検出素子を使用してもよい。

制御部１３の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。記憶部１４はＲＯＭ、及びＲＡＭで実現できる。

記憶部１４は、電圧検出部１１により検出されたｎ個の電池ブロックの各電池ブロックの電圧値を時系列に記憶する。また記憶部１４は電流検出部１２により検出された蓄電モジュール２０の電流値を時系列に記憶する。なお当該電圧値および当該電流値を記憶する記憶領域はリングバッファで構成され、当該記憶領域がフルになると、最も古いデータが記憶されている領域に、新たなデータが上書きされる。

電圧降下速度算出部１３ａは、各電池ブロックの電圧値の時系列データをもとに、各電池ブロックの電圧降下速度を算出する。異常判定部１３ｂは、各電池ブロックの電圧降下速度をもとに、異常な電池セルを含む蓄電ブロックを特定する。

図２は、電池セルの異常発生の一例を示す図である。以下、図２に示すように第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の２つが直列に接続された状態を例に説明する。図２に示すように各電池ブロックを構成する各電池セルは内部抵抗Ｒ１１−Ｒｎｍを有している。

第２電池ブロックＢ２の電池セルＳ２１で微小短絡が発生すると、電池セルＳ２１内部に形成された微小短絡経路Ｐｓを電流が流れるようになる。従って第２電池ブロックＢ２は、各電池セルの内部抵抗Ｒ２１−Ｒ２ｍによる自己放電に加えて電池セルＳ２１の微小短絡経路Ｐｓでの放電による電圧降下で、電圧降下速度が第１電池ブロックＢ１に対して速くなる。

図３（ａ）、（ｂ）は、図２の第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図３（ａ）は両者の電圧推移を示し、図３（ｂ）は両者の電圧降下速度推移を示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すように第１電池ブロックＢ１は各電池セルの内部抵抗による自己放電によりほぼ定速で電圧が降下し、第２電池ブロックＢ２は各電池セルの内部抵抗による自己放電に加えて異常電池セルにおける微小短絡経路Ｐｓでの放電により、ほぼ定速で電圧が降下していくが、第２電池ブロックＢ２の方が異常電池セルにおける微小短絡経路Ｐｓでの放電が発生するため、電圧降下速度が第１電池ブロックＢ１に対して速くなる。

いずれの電池セルにも異常が発生していなければ第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の電圧降下量はほぼ等しくなり、両者の電圧降下速度もほぼ等しくなる。逆にいえば、両者の電圧降下速度に大きな開きがある場合、いずれかの電池セルに異常が発生しているといえる。従って電池ブロック間の電圧降下速度を比較することにより、電池セルの異常発生を検出することができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る電池管理装置１０による、第１の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。電圧検出部１１はｎ個の電池ブロックの各電池ブロックの電圧を検出する（Ｓ１０）。各電池ブロックの検出電圧が記憶部１４に保存される（Ｓ１１）。具体的には所定のサンプリング周期で検出される電圧値が時系列に保存される。

電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている各電池ブロックの検出電圧の所定期間（例えば、数時間）における時系列データをもとに、各電池ブロックの電圧降下速度を算出する（Ｓ１２）。電圧降下速度は、各電池ブロックの所定期間当たりの電圧変化であってもよいし、単位時間（例えば、１秒）当たりの電圧変化（単位電圧降下速度）の所定期間における平均値でもよい。

当該所定期間の長さは、電池ブロックに含まれる電池セルの並列数をキーパラメータとして設計者により決定される。並列数が多いほど電池ブロックの容量は増大し、１つの電池セルの異常が電池ブロックの電圧降下に与える寄与度が小さくなるため上記所定期間を長く設定する必要がある。電池ブロック間の電圧降下速度に有意な差異が発生するまでに時間を要するためである。反対に並列数が少ないほど電池ブロックの容量は減少し、１つの電池セルの異常が電池ブロック全体の電圧降下に与える寄与度が大きくなるため上記所定期間を短く設定することが許容される。電池ブロック間の電圧降下速度に有意な差異が発生するまでの時間が短くなるためである。

電圧降下速度算出部１３ａは、対象となる１つの電池ブロック（自己の電池ブロックともいう）を除く、全電池ブロック（他の電池ブロックともいう）の電圧降下速度の平均値を算出する（Ｓ１３）。

異常判定部１３ｂは、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値（電圧降下平均速度）との差分を算出する（Ｓ１４）。異常判定部１３ｂは当該差分と第１所定値とを比較し（Ｓ１５）、当該差分が第１所定値以上の場合（Ｓ１５のＹ）、自己の電池ブロックに異常ありと判定する（Ｓ１８）。当該差分が第１所定値未満の場合（Ｓ１５のＮ）、自己の電池ブロックに異常なしと判定する。以上の処理を、全ての電池ブロックについて実行する。すなわち、各電池ブロックを自己の電池ブロックとした処理を、全ての電池ブロックについて実行する。上記第１所定値は、電池セルの仕様、電池セルの並列数、及び電池ブロックの直列数を同じにした条件下における実験やシミュレーションの結果に基づき、設計者により決定された値である。

図５（ａ）、（ｂ）は、ｎ個の電池ブロックが全て正常な場合の電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図５（ａ）はｎ個の電池ブロックの電圧推移を示し、図５（ｂ）はｎ個の電池ブロックの電圧降下速度推移を示す。ｎ個の電池ブロックが全て正常な場合、ｎ個の電池ブロックの電圧推移はほぼ等しくなり、電圧降下速度推移も一定範囲内に収まる。

図６（ａ）、（ｂ）は、ｎ個の電池ブロックの内、異常な電池ブロックを含む場合の電圧推移と電圧降下速度推移を示す図である。図６（ａ）は第１電池ブロックが異常で第２−第ｎ電池ブロックが正常な場合の各電池ブロックの電圧推移を示し、図６（ｂ）は同条件下の各電池ブロックの電圧降下速度推移を示す。この場合、第１電池ブロックの電圧降下速度が、第２−第ｎ電池ブロックの電圧降下速度より速くなる。

図７（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例１を説明するための図である。処理例１は、全ての電池ブロックが正常な場合の例である。処理例１では、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分が第１所定値より小さくなる。従って、自己の電池ブロックは異常なしと判定される。

図８（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例２を説明するための図である。処理例２は、自己の電池ブロックが異常で、他の電池ブロックが全て正常な場合の例である。処理例２では、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分が第１所定値より大きくなる。従って、自己の電池ブロックは異常ありと判定される。

図９（ａ）、（ｂ）は、図４のフローチャートに基づく処理例３を説明するための図である。処理例３は、自己の電池ブロックが正常で、他の電池ブロックの１つが異常な場合の例である。処理例３では、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分が第１所定値より小さくなる。従って、自己の電池ブロックは異常なしと判定される。

図１０は、本発明の実施の形態に係る電池管理装置１０による、第２の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。第２の異常検出方法は、図４に示した第１の異常検出方法のフローチャートに、ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理が追加されたものである。

ステップＳ１５において異常判定部１３ｂは、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分と、第１所定値とを比較する（Ｓ１５）。当該差分が第１所定値以上の場合（Ｓ１５のＹ）、電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている自己の電池ブロックの電圧の所定期間における時系列データをもとに、自己の電池ブロックの電圧降下速度の時系列データを算出し、電圧降下速度の各時点の変化量を算出する（Ｓ１６）。

異常判定部１３ｂは、自己の電池ブロックの電圧降下速度の変化量が第２所定値以上の期間を含むか否か判定する（Ｓ１７）。当該変化量が第２所定値以上の期間を含む場合（Ｓ１７のＹ）、異常判定部１３ｂは自己の電池ブロックに異常ありと判定する（Ｓ１８）。当該変化量が第２所定値以上の期間を含まない場合（Ｓ１７のＮ）、自己の電池ブロックに異常なしと判定する。以上の処理を、全ての電池ブロックについて実行する。上記第２所定値は、電池セルの仕様、電池セルの並列数、及び電池ブロックの直列数を同じにした条件下における実験やシミュレーションの結果に基づき、設計者により決定された値である。

図１１は、図１０のフローチャートに基づく処理例を説明するための図である。電池セルに異常が発生した電池ブロックの電圧降下速度は、異常発生時点の前後で変化する。図１１に示すように異常発生時点から所定時間ｔにおいて、電圧降下速度の変化が急になる。この所定時間ｔの長さは、電池ブロックの電圧のサンプリング幅に依存する。異常発生時点から所定時間ｔ経過後、新たな電圧降下速度で安定する。

異常判定部１３ｂは、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分が第１所定値以上であり、かつ自己の電池ブロックの電圧降下速度の変化が急な期間を含む場合、自己の電池ブロックに異常ありと判定する。

図１２は、本発明の実施の形態に係る電池管理装置１０による、第３の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。第３の異常検出方法では、第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の２つの電池ブロックにより蓄電モジュール２０が形成される例を想定する。

電圧検出部１１は第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の電圧を検出する（Ｓ２０）。第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の検出電圧が記憶部１４に保存される（Ｓ２１）。電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の検出電圧の所定期間における時系列データをもとに、第１電池ブロックＢ１と第２電池ブロックＢ２の電圧降下速度を算出する（Ｓ２２）。

異常判定部１３ｂは、第１電池ブロックＢ１の電圧降下速度と、第２電池ブロックＢ２の電圧降下速度との差分を算出する（Ｓ２３）。異常判定部１３ｂは当該差分と第１所定値とを比較し（Ｓ２４）、当該差分が第１所定値未満の場合（Ｓ２４のＮ）、第１電池ブロックＢ１に異常なしと判定する。

当該差分が第１所定値以上の場合（Ｓ２４のＹ）、電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている第１電池ブロックＢ１の電圧の所定期間における時系列データをもとに、第１電池ブロックＢ１の電圧降下速度の時系列データを算出し、電圧降下速度の各時点の変化量を算出する（Ｓ２５）。異常判定部１３ｂは、第１電池ブロックＢ１の電圧降下速度の変化量が第２所定値以上の期間を含むか否か判定する（Ｓ２６）。当該変化量が第２所定値以上の期間を含まない場合（Ｓ２６のＮ）、第１電池ブロックＢ１に異常なしと判定する。

当該変化量が第２所定値以上の期間を含む場合（Ｓ２６のＹ）、異常判定部１３ｂは、第２電池ブロックＢ２の電圧降下速度が、設定範囲内に収まっているか否か判定する（Ｓ２７）。収まっている場合（Ｓ２７のＹ）、異常判定部１３ｂは第１電池ブロックＢ１に異常ありと判定する（Ｓ２８）。収まっていない場合（Ｓ２７のＮ）、第１電池ブロックＢ１に異常なしと判定する。以上の処理を、第２電池ブロックＢ２についても実行する。当該設定範囲は、第２電池ブロックが正常な状態において、予め実験やシミュレーションにより導出された電圧降下速度に対して、上下に一定のマージンを加えて生成された範囲である。

図１３は、本発明の実施の形態に係る電池管理装置１０による、第４の異常検出方法の流れを示すフローチャートである。電圧検出部１１はｎ個の電池ブロックの各電池ブロックの電圧を検出する（Ｓ３０）。電流検出部１２は蓄電モジュール２０の電流を検出する（Ｓ３１）。各電池ブロックの検出電圧と蓄電モジュール２０の検出電流が記憶部１４に保存される（Ｓ３２）。

電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている蓄電モジュール２０の電流値が一定と見なせる期間を対象期間に設定する（Ｓ３３）。電圧降下速度算出部１３ａは、記憶部１４に保存されている各電池ブロックの検出電圧の当該対象期間における時系列データをもとに、各電池ブロックの当該対象期間中の電圧降下速度を算出する（Ｓ３４）。電圧降下速度算出部１３ａは、他の電池ブロックの当該対象期間中の電圧降下速度の平均値を算出する（Ｓ３５）。

異常判定部１３ｂは、自己の電池ブロックの電圧降下速度と、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値との差分を算出する（Ｓ３６）。異常判定部１３ｂは当該差分と第１所定値とを比較し（Ｓ３７）、当該差分が第１所定値以上の場合（Ｓ３７のＹ）、自己の電池ブロックに異常ありと判定する（Ｓ３８）。当該差分が第１所定値未満の場合（Ｓ３７のＮ）、自己の電池ブロックに異常なしと判定する。以上の処理を、全ての電池ブロックについて実行する。

以上説明したように本実施の形態によれば、直列接続された複数の電池ブロック間の電圧降下速度を比較することにより、電池ブロックの異常を簡素な構成で早期に検出することができる。異常検出処理と均等化処理が紐付いていないため、任意のタイミングで異常検出処理を実行することができる。

また、自己の電池ブロックの電圧降下速度の推移のみをもとに異常を検出する場合、長い期間のデータまで遡らなければ精度を確保することが難しいが、本実施の形態では他の電池ブロックの電圧降下速度との相対比較であるため、ある程度の期間のデータでも精度を確保することができる。また外部環境の変化による電圧降下速度の変化は、複数の電池ブロック間で共通に影響を受けるため、相対比較ではその影響が相殺される。また電池セルごとに電圧検出線を設ける必要がなく、回路規模の増大を抑えることができる。

また第２の異常検出方法によれば、他の電池ブロックの電圧降下速度との相対比較に加えて、自己の電池ブロックの電圧降下速度推移の変化も考慮することにより、異常検出処理の精度をさらに向上させることができる。

２直列の蓄電モジュールでは、他の複数の電池ブロックの電圧降下速度の平均値ではなく、他の１つの電池ブロックの電圧降下速度が比較対象となる。そこで第３の異常検出方法では、他の１つの電池ブロックの電圧降下速度の信頼性を確保するため、当該他の１つの電池ブロックの電圧降下速度が設定範囲に収まっているか否かをチェックする。これにより、２直列の蓄電モジュールにおける異常検出の精度を確保することができる。

以上に説明した異常検出方法は、蓄電モジュール２０が充放電を実施していない期間中に実行することが好ましい。しかしながら、定電流放電または定電流充電中であれば、複数の電池ブロック間で電流条件が一致しているため実行可能である。第４の異常検出方法では、蓄電モジュール２０の電流値の時系列データをもとに、電流条件が一定の期間を特定する。当該期間中の電圧値の時系列データをもとに上述の異常検出処理を実行すれば、蓄電モジュール２０が使用中の状態であっても、電池セルの異常の有無を高精度に判定することができる。

なお車載用途では、車両の停止中、外部充電中（プラグインハイブリッド、ＥＶ）、車両の定速走行中は電流条件が一定となる。例えば、電池管理装置１０は、車両側のＥＣＵから外部充電中、又はクルーズコントロール中であることを示すステータス信号を受信する。前者は定電流充電とみなすことができ、後者は定電流放電と見なすことができる。従って、それらの期間中の時系列データをもとに、上述の異常検出処理を実行することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施の形態では蓄電モジュールとして蓄電池を用いる例を想定したが、キャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ）を用いてもよい。また、他の電池ブロックの電圧降下速度の平均値を比較対象としたが、他の電池ブロックの電圧降下速度の中央値を比較対象としてもよい。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
蓄電セル（Ｓ１１−Ｓｎｍ）をｍ（ｍは１以上の整数）個、並列に接続した蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）を、ｎ（ｎは２以上の整数）個、直列に接続した蓄電モジュール（２０）を管理する管理装置（１０）であって、
前記ｎ個の蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の各電圧降下速度をもとに、異常な蓄電セル（Ｓ１１）を含む蓄電ブロック（Ｂ２）を特定することを特徴とする管理装置（１０）。
これによれば、異常な蓄電セル（Ｓ１１）を含む蓄電ブロック（Ｂ１）の有無を簡素な構成で早期に判定することができる。
［項目２］
前記ｎ個の蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧を検出する電圧検出部（１１）と、
検出された各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧を時系列に記憶する記憶部（１４）と、
各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧の時系列データをもとに、各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧降下速度を算出する電圧降下速度算出部（１３ａ）と、
前記ｎ個の蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の内、１つの蓄電ブロック（Ｂ１）の電圧降下速度と、残りの蓄電ブロック（Ｂ２−Ｂｎ）の電圧降下速度の平均値または中央値との差分が第１所定値以上のとき、前記１つの蓄電ブロック（Ｂ１）を、異常な蓄電セル（Ｓ１１）を含む蓄電ブロック（Ｂ１）と判定する異常判定部（１３ｂ）と、
を備えることを特徴とする項目１に記載の管理装置（１０）。
これによれば、他の蓄電ブロック（Ｂ２−Ｂｎ）の電圧降下速度との相対比較により、自己の蓄電ブロック（Ｂ１）の異常の有無を的確に判定することができる。
［項目３］
前記電圧降下速度算出部（１３ａ）は、各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧の時系列データをもとに、各蓄電ブロック（Ｓ１１−Ｓｎｍ）の電圧降下速度の時系列データを算出し、
前記異常判定部（１３ｂ）は、１つの蓄電ブロック（Ｂ１）の電圧降下速度と、残りの蓄電ブロック（Ｂ２−Ｂｎ）の電圧降下速度の平均値または中央値との差分が第１所定値以上であり、かつ前記１つの蓄電ブロック（Ｂ１）の電圧降下速度の変化量が第２所定値以上のとき、前記１つの蓄電ブロック（Ｂ１）を、異常な蓄電セル（Ｓ１１）を含む蓄電ブロック（Ｂ１）と判定することを特徴とする項目２に記載の管理装置（１０）。
これによれば、異常検出処理の精度をさらに向上させることができる。
［項目４］
前記蓄電モジュール（２０）を流れる電流を検出する電流検出部（１２）をさらに備え、
前記記憶部（１４）は、検出された蓄電モジュール（２０）の電流を時系列に記憶し、
前記電圧降下速度算出部（１３ａ）は、前記蓄電モジュール（２０）に流れる電流が一定とみなせる期間における、各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧の時系列データをもとに各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧降下速度を算出することを特徴とする項目２または３に記載の管理装置（１０）。
これによれば、蓄電モジュール（２０）の使用中であっても、電流条件が一定の期間のデータを使用することにより、高精度な異常検出処理が可能となる。
［項目５］
前記蓄電モジュール（２０）及び前記管理装置（１０）は車両に搭載され、
前記電圧降下速度算出部（１３ａ）は、前記車両の停止中、前記車両の定速走行中、または前記蓄電モジュールの定電流充電中における、各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧の時系列データをもとに各蓄電ブロック（Ｂ１−Ｂｎ）の電圧降下速度を算出することを特徴とする項目２または３に記載の管理装置（１０）。
これによれば、蓄電モジュール（２０）の使用中であっても、電流条件が一定の期間のデータを使用することにより、高精度な異常検出処理が可能となる。
［項目６］
蓄電モジュール（２０）と、
前記蓄電モジュール（２０）を管理する項目１から５のいずれかに記載の管理装置（１０）と、
を備えることを特徴とする蓄電システム（１）。
これによれば、異常な蓄電セル（１１）を含む蓄電ブロック（Ｂ１）の有無を簡素な構成で早期に判定することができる。

１蓄電システム、２負荷、１０電池管理装置、１１電圧検出部、１２電流検出部、１３制御部、１３ａ電圧降下速度算出部、１３ｂ異常判定部、１４記憶部、２０蓄電モジュール、Ｂ１第１電池ブロック、Ｂ２第２電池ブロック、Ｂｎ第ｎ電池ブロック、Ｓ１１−Ｓｎｍ電池セル、Ｒｓシャント抵抗、Ｒ１１−Ｒｎｍ内部抵抗、Ｐｓ微小短絡経路。

Claims

蓄電セルをｍ（ｍは１以上の整数）個、並列に接続した蓄電ブロックを、ｎ（ｎは２以上の整数）個、直列に接続した蓄電モジュールを管理する管理装置であって、
前記ｎ個の蓄電ブロックの各蓄電ブロックの電圧を検出する電圧検出部と、
検出された各蓄電ブロックの電圧を時系列に記憶する記憶部と、
各蓄電ブロックの電圧の時系列データをもとに、各蓄電ブロックの電圧降下速度を算出する電圧降下速度算出部と、
前記ｎ個の蓄電ブロックの内、１つの蓄電ブロックの電圧降下速度と、残りの蓄電ブロックの電圧降下速度の平均値または中央値との差分が第１所定値以上のとき、前記１つの蓄電ブロックを、異常な蓄電セルを含む蓄電ブロックと判定する異常判定部と、を備え、
前記電圧降下速度算出部は、各蓄電ブロックの電圧の時系列データをもとに、各蓄電ブロックの電圧降下速度の時系列データを算出し、
前記ｎが３以上の整数の場合、前記異常判定部は、１つの蓄電ブロックの電圧降下速度と、残りの蓄電ブロックの電圧降下速度の平均値または中央値との差分が第１所定値以上であり、かつ前記１つの蓄電ブロックの電圧降下速度の変化量が第２所定値以上の期間を含むとき、前記１つの蓄電ブロックを異常な蓄電セルを含む蓄電ブロックと判定し、
前記ｎが２の場合、前記異常判定部は、１つの蓄電ブロックの電圧降下速度と、残りの蓄電ブロックの電圧降下速度との差分が第１所定値以上であり、かつ前記１つの蓄電ブロックの電圧降下速度の変化量が第２所定値以上の期間を含むとき、前記１つの蓄電ブロックを異常な蓄電セルを含む蓄電ブロックと判定することを特徴とする管理装置。
前記蓄電モジュールを流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記記憶部は、検出された蓄電モジュールの電流を時系列に記憶し、
前記電圧降下速度算出部は、前記蓄電モジュールに流れる電流が一定とみなせる期間における、各蓄電ブロックの電圧の時系列データをもとに各蓄電ブロックの電圧降下速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
前記蓄電モジュール及び前記管理装置は車両に搭載され、
前記電圧降下速度算出部は、前記車両の停止中、または前記車両の定速走行中における、各蓄電ブロックの電圧の時系列データをもとに各蓄電ブロックの電圧降下速度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の管理装置。
蓄電モジュールと、
前記蓄電モジュールを管理する請求項１から３のいずれかに記載の管理装置と、
を備えることを特徴とする蓄電システム。