JP7338126B2 - 電池管理装置および電池管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、２０１９年７月２９日付けの韓国特許出願第１０－２０１９－００９１９８０号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、電池モジュールのＳＯＨを用いて電池状態を診断する電池管理装置および管理方法に関する。

近年、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと、最近のリチウムイオン電池とを何れも含む意味である。二次電池の中でも、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べて、エネルギー密度が遥かに高いという長所がある、また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に製作することができるため、移動機器の電源として用いられる。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源にまでその使用範囲が拡張され、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。

また、二次電池は、一般的に複数の電池セルが直列および／または並列に連結された電池モジュールを含む電池パックとして用いられる。そして、電池パックは、電池管理システム（ＢＭＳ、ＢＡＴＴＥＲＹ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ）により、状態および動作が管理および制御される。

一般的に、電気自動車の場合、走行距離を向上させるためには高いエネルギーが必要であるため、電池セルを並列に連結して容量を大きくする。特に、円筒型二次電池（１８６５０または２１７００セル）の場合、セル量が中大型セル（パウチ型、角型）に比べて小さいため、より多い数のセルの並列連結が必要である。

ＢＭＳが全てのセルの状態をモニターすることは現実的に不可能であるため、並列連結されたセルを含むモジュール単位で電圧を測定し、電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を推定する。

円筒型セルの場合、過電圧または過電流などによりセルの内部にガスが発生すると、セルの電気的連結を遮断しガスを放出するＣＩＤ（ＣＵＲＲＥＮＴ ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ ＤＥＶＩＣＥ）を動作する場合がある。この場合、並列連結されたセルのうち１つのセルの電気的連結が遮断されることで、当該セルが含まれたモジュールのＳＯＨ値が変化する。また、電池セルの劣化によっても、当該セルが含まれたモジュールのＳＯＨ値が変化する。よって、従来技術だけでは、電池モジュール内の電池セルの劣化に応じた容量減少であるか、またはＣＩＤ動作に応じた容量減少であるかを知ることができなかった。

これを明確にしないと、連結が切れたセルと並列連結されたセルに過負荷（電流増加）がかかって安全に係る問題が発生するか、またはセル劣化がさらに速く進行して電池性能の減少の原因となる。

本発明は、上述した問題を解決するために、電池モジュールのＳＯＨ変化量を用いて容量減少の原因を診断することを目的とする。

上記のような技術的課題を解決するために、本開示の実施形態に係る電池管理装置は、複数の電池セルが並列に連結されている電池モジュールに対して測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記電池モジュールのＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、前記ＳＯＣ算出部により算出されたＳＯＣ、および前記電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つに基づいて、前記電池モジュールのＳＯＨを算出するＳＯＨ算出部と、前記ＳＯＨを用いてＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断する診断部と、を含み、前記電池モジュールの状態は、正常状態、劣化電池セルを含んだ状態、またはＣＩＤ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｄｅｖｉｃｅ）オープン電池セルを含んだ状態のうち何れか１つであることを特徴とする。

本開示の実施形態に係る電池管理装置において、前記ＳＯＣ算出部は、複数の電池モジュールそれぞれの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つに基づいて、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＣを算出し、前記ＳＯＨ算出部は、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＣに基づいて、前記複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨを算出し、前記診断部は、前記複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ変化率を比較して電池モジュールの状態を診断することができる。

本開示の実施形態に係る電池管理装置において、前記診断部は、一定時間の間、前記複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ変化率のうち特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率に対する、他の電池モジュールのＳＯＨ変化率を、予め設定された値と比較して、当該電池モジュールの状態を診断することができる。

本開示の実施形態に係る電池管理装置において、前記診断部は、前記特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値以上に大きく第２値より小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し、前記特定の電池モジュールのＳＯＨ減少率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上であると、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し、前記劣化電池セルを含んだ状態やＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではない電池モジュールは正常状態と診断することができる。

本開示の実施形態に係る電池管理装置において、前記複数の電池モジュールに対して算出されたそれぞれのＳＯＨ値を格納する格納部をさらに含むことができる。

本開示の実施形態に係る電池管理装置において、前記特定の電池モジュールの状態が、劣化電池セルを含んだ状態またはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断されると、診断結果を上位システムに伝送する通信部をさらに含むことができる。

上記のような技術的課題を解決するために、本開示の実施形態に係る電池管理方法は、複数の電池セルが並列に連結されている電池モジュールに対して測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記電池モジュールのＳＯＣを算出するステップと、算出された前記ＳＯＣ、および前記電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つに基づいて、前記電池モジュールのＳＯＨを算出するステップと、前記電池モジュールのＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断するステップと、を含み、前記電池モジュールの状態は、正常状態、劣化電池セルを含んだ状態、またはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態のうち何れか１つであることを特徴とする。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記ＳＯＣを算出するステップおよび前記ＳＯＨを算出するステップは、複数の電池モジュールに対して行われることで、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＣおよびＳＯＨが算出され、前記複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨを格納してＳＯＨ変化率を算出するステップをさらに含むことができる。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記電池モジュールの状態を診断するステップにおいて、前記複数の電池モジュールのＳＯＨをそれぞれ比較して診断することができる。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記電池モジュールの状態を診断するステップにおいて、前記複数の電池モジュールのうち特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値以上に大きく第２値より小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し、前記特定の電池モジュールのＳＯＨ減少率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％であると、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し、前記特定の電池モジュールが前記劣化電池セルを含んだ状態または前記ＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではないと、正常状態と診断することができる。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記複数の電池モジュールに対して算出されたそれぞれのＳＯＨ値を格納するステップをさらに含むことができる。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記特定の電池モジュールの状態がＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断されると、診断結果を上位システムに伝送するステップをさらに含むことができる。

本開示の実施形態に係る電池管理方法において、前記特定の電池モジュールの状態が劣化電池セルを含んだ状態と診断されると、当該診断結果の回数が予め設定された回数以上である場合、診断結果を上位システムに伝送するステップをさらに含むことができる。

本発明は、上述した問題を解決するために、電池モジュールのＳＯＨ変化量を用いて容量減少の原因を診断して電池効率および安全性を向上できるという効果がある。

電池管理システムおよび上位システムを示す構成図である。 電池管理装置の構成を示す構成図である。 電池セルの状態別に現れるＳＯＨ変化のグラフを示す。 本発明の一実施形態に係る電池管理方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る電池管理システムのハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の多様な実施形態について詳細に説明する。本文書において、図面上の同一な構成要素に対しては同一な参照符号を付し、同一な構成要素に対して重複した説明は省略する。

本文書に開示されている本発明の多様な実施形態に対して、特定の構造的及び機能的説明は、単に本発明の実施形態を説明するための目的で例示されたものであり、本発明の多様な実施形態は、種々の形態で実施されてもよく、本文書に説明された実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。

多様な実施形態で用いられた「第１」、「第２」、「１番目」、または「２番目」などの表現は、多様な構成要素を、順序および／または重要度に関係なく修飾してもよく、当該構成要素を限定しない。例えば、本発明の権利範囲から逸脱せずに、第１構成要素は第２構成要素と命名してもよく、それと同様に、第２構成要素も第１構成要素に変更して命名してもよい。

本文書で用いられた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、他の実施形態の範囲を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上、明らかに他を意味しない限り、複数の表現を含んでもよい。

技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明の技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一な意味を有してもよい。一般的に用いられる辞書に定義された用語は、関連技術の文脈上有する意味と同一または類似した意味を有するものと解釈されてもよく、本文書で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。場合によっては、本文書で定義された用語であるとしても、本発明の実施形態を排除するように解釈されてはならない。

図１は、電池管理システムおよび上位システムを示す構成図である。
電池パック１は、１つ以上の電池セルからなり、充放電可能な電池モジュール６０と、電池モジュール６０の＋端子側または－端子側に直列に連結され、電池モジュール６０の充放電電流の流れを制御するためのスイッチング部５０と、電池モジュール６０の電圧、電流、温度などをモニターして、過充電および過放電などを防止するように制御管理するＢＭＳ３０と、を含む。

ここで、スイッチング部５０は、電池モジュール６０の充電または放電に対する電流の流れを制御するための半導体スイッチング素子であり、例えば、少なくとも１つのＭＯＳＦＥＴを用いることができる。スイッチング部５０として、半導体スイッチング素子の他に、リレーやコンタクタなどが用いられてもよいことは、通常の技術者に容易に理解できるものである。

また、ＢＭＳ３０は、電池モジュール６０の電圧、電流、温度などをモニターするために、半導体スイッチング素子のゲート、ソース、およびドレインなどの電圧および電流を測定するかまたは計算することができ、また、半導体スイッチング素子に隣接して備えられたセンサ４０を用いて、電池モジュールの電流、電圧、温度などを測定することができる。ＢＭＳ３０は、上述した各種パラメータを測定した値の入力を受けるインターフェースであり、複数の端子、およびこれらの端子と連結され、入力を受けた値の処理を行う回路などを含むことができる。

また、ＢＭＳ３０は、ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御することもでき、電池モジュール60に連結され、電池モジュール６０の状態を監視することができる。
このような電池パック１の構成およびＢＭＳ３０の構成は公知の構成であるため、より具体的な説明は省略することにする。

一方、本発明の実施形態に係るＢＭＳ３０は、上位コントローラ１０と連結され、上位コントローラ１０から印加された信号に基づいて動作が制御されることができる。

図２は、電池管理装置（電池管理システム）３０の構成図である。図１の電池管理システム３０は１つの電池モジュールに連結されているものと示されているが、本発明の電池管理装置３０は複数の電池モジュールに連結されていてもよい。

電池管理装置３０は、電圧測定部２００、電流測定部２０２、温度測定部２０４、ＳＯＣ算出部２０６、ＳＯＨ算出部２０８、格納部２１０、診断部２１２、および通信部２１４を含む。

電圧測定部２００は、電池モジュールの両端電圧を測定する。一般的に、電池の電圧を測定する方法としては、例えば、オペアンプ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を用いる方法と、リレーおよびコンデンサを用いる方法が挙げられる。

電流測定部２０２は、電池モジュールの電流を測定する。一般的に、電池の電流の測定は、変流器（ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）方式、ホール素子（ｈａｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）方式、およびヒューズ（ｆｕｓｅ）方式のうち１つ以上に該当する電流センサを用いて行われることができる。

温度測定部２０４は、電池モジュールの温度を測定する。一般的に、電池の温度測定部は、例えば、サーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）であってもよい。サーミスタは、マンガン、ニッケル、銅、コバルト、クロム、鉄などの酸化物を組み合わせて混合焼結した半導体素子であって、温度に応じて電気抵抗値が変わる特性を有する素子である。例えば、サーミスタは、温度と抵抗値が比例特性を有するＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）、温度と抵抗値が反比例特性を有するＮＴＣ（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｄｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）、および特定の温度において抵抗値が急変するＣＩＲ（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）などの素子のうち何れか１つであってもよい。

ＳＯＣ算出部２０６は、電圧測定部２００から測定された電池モジュールの電圧値を受信する。ＳＯＣ算出部２０６は、電流測定部２０２から測定された電池モジュールの電流値を受信する。ＳＯＣ算出部２０６は、温度測定部204から測定された電池モジュールの温度値を受信する。

ＳＯＣ算出部２０６は、電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、当該電池モジュールのＳＯＣを算出する。一般的に、電池のＳＯＣは、電池のフル充電容量に対する残量を百分率で表わす。ＳＯＣの推定方法としては、電流積算方式、拡張カルマンフィルタ（ＥＸＴＥＮＤＥＤ ＫＡＬＭＡＮ ＦＩＬＴＥＲ）を用いる方法、電気回路モデル方法、電気化学モデル方法、データ基盤方法などが挙げられる。ＳＯＣ算出部２０６は、複数の電池モジュールに対して、それぞれのＳＯＣを算出する。すなわち、ＳＯＣ算出部２０６は、複数の電池セルが並列に連結されている電池モジュールの測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記電池モジュールのＳＯＣを算出する。

ＳＯＨ算出部２０８は、電圧測定部２００から測定された電池モジュールの電圧値を受信する。ＳＯＨ算出部２０８は、電流測定部２０２から測定された電池モジュールの電流値を受信する。ＳＯＨ算出部２０８は、温度測定部２０４から測定された温度値を受信する。ＳＯＨ算出部２０８は、ＳＯＣ算出部２０６から算出された電池モジュールのＳＯＣ値を受信する。また、ＳＯＨ算出部２０８も、複数の電池モジュールそれぞれに対する電圧値、電流値、温度値、およびＳＯＣを用いて、複数の電池モジュールそれぞれに対するＳＯＨを算出する。

ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）は、エージングによる電池容量の劣化程度を示す。ＳＯＨは、電池の取り替え時点および電池使用期間に応じた充放電容量を調節するために用いられることができる。ＳＯＨの推定方法としては、電池の充放電電流を積算する方法、推定されたＳＯＣを用いて推定する方法が挙げられるが、本発明においては、ＳＯＣを用いてＳＯＨを推定する方法を利用する。具体的な方法は公知の技術であるため、詳しい説明は省略することにする。

格納部２１０は、リアルタイムで複数の電池モジュールに対して算出されたＳＯＨ値をＳＯＨ算出部２０８から受信する。格納部２１０は、受信された複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨを格納する。

診断部２１２は、格納部２１０から複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ情報を受信する。診断部２１２は、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断する。

図３を参照すると、正常状態である電池モジュールのＳＯＨグラフ（実線で表示）、劣化電池セルを含む状態である電池モジュールのＳＯＨグラフ（一点鎖線で表示）、ＣＩＤオープン電池セルを含む状態である電池モジュールのＳＯＨグラフ（二点鎖線で表示）が示されている。

図３を参照すると、時間の経過に伴い、正常な電池モジュールのＳＯＨグラフの変化率よりも、劣化電池セルを含む電池モジュールのＳＯＨグラフの変化率が大きいことが分かる。また、ＣＩＤオープン電池セルを含む電池モジュールのＳＯＨグラフは、当該電池セルがオープンになる瞬間、ＳＯＨが急激に下がることが分かる。図３に示されたように、例えば、電池モジュールに３個の電池セルが含まれており、そのうち１つの電池セルがＣＩＤオープンになると、当該電池モジュールのＳＯＨ値が正常な電池モジュールのＳＯＨの２／３の数値に落ちる。

すなわち、特定の電池モジュールのＳＯＨが他の電池モジュールのＳＯＨに比べて（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上差が生じると、当該電池モジュールは、ＣＩＤオープン電池を含んでいることが分かる。

これにより、診断部２１２は、特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値以上に大きく第２値以下に小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し、特定の電池モジュールのＳＯＨ減少率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上であると、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し、劣化電池セルを含んだ状態やＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではない電池モジュールは正常状態と診断する。

通信部２１４は、診断部２１２から、特定の電池モジュールに対して、劣化電池セルを含んだ状態情報、またはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態情報を受信し、上位コントローラ（車両など）に伝送する。

図４は、本発明の一実施形態に係る電池管理方法のフローチャートである。
並列に連結されている複数の電池セルを含む電池モジュールに対して、充放電が行われる（Ｓ４００）。例えば、電池モジュールが車両に取り付けられた電池パック内に含まれている場合、車両の走行中に充電または放電が行われることができる。また、車両の駐車中には充電が行われることができる。

電池モジュールに対して電圧、電流、および温度が測定される（Ｓ４０２）。
電圧測定部２００は、電池モジュールの両端電圧を測定する。一般的に、電池の電圧を測定する方法としては、例えば、オペアンプ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を用いる方法と、リレーおよびコンデンサを用いる方法が挙げられる。

電流測定部２０２は、電池モジュールの電流を測定する。一般的に、電池の電流の測定は、変流器（ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）方式、ホール素子（ｈａｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）方式、およびヒューズ（ｆｕｓｅ）方式のうち１つ以上に該当する電流センサを用いて行われることができる。
温度測定部２０４は、電池モジュールの温度を測定する。一般的に、電池の温度測定部は、例えば、サーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）であってもよい。

ＳＯＣ算出部２０６が、電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、当該電池モジュールのＳＯＣを算出する（Ｓ４０４）。一般的に、電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）は、電池のフル充電容量に対する残量を百分率で表わす。ＳＯＣの推定方法としては、電流積算方式、拡張カルマンフィルタ（ＥＸＴＥＮＤＥＤ ＫＡＬＭＡＮ ＦＩＬＴＥＲ）を用いる方法、電気回路モデル方法、電気化学モデル方法、データ基盤方法などが挙げられる。ＳＯＣ算出部２０６は、複数の電池モジュールに対して、それぞれのＳＯＣを算出する。すなわち、ＳＯＣ算出部２０６は、複数の電池セルが直列および／または並列に連結されている電池モジュールの測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記電池モジュールのＳＯＣを算出する。

ＳＯＨ算出部２０８も、複数の電池モジュールそれぞれに対する電圧値、電流値、温度値、およびＳＯＣを用いて、複数の電池モジュールそれぞれに対するＳＯＨを算出する（Ｓ４０６）。

ＳＯＨは、エージングによる電池容量の劣化程度を示す。ＳＯＨは、電池の取り替え時点および電池使用期間に応じた充放電容量を調節するために用いられることができる。ＳＯＨの推定方法としては、電池の充放電電流を積算する方法、推定されたＳＯＣを用いて推定する方法が挙げられるが、本発明においては、ＳＯＣを用いてＳＯＨを推定する方法を利用する。具体的な方法は公知の技術であるため、詳しい説明は省略することにする。

診断部２１２は、格納部２１０から複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ情報を受信する。診断部２１２は、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ変化率を算出する（Ｓ４０８）。

次いで、診断部２１２は、複数の電池モジュールそれぞれのＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断する（Ｓ４１０）。

具体的に、特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値より大きく第２値より小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し（Ｓ４１６）、特定の電池モジュールのＳＯＨ減少率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上であると（すなわち、第２値以上であると）、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し（Ｓ４１２）、劣化電池セルを含んだ状態やＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではない電池モジュールは（すなわち、第１値以下であると）正常状態と診断する（Ｓ４１４）。

特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が第２値以上であると判断すると（Ｓ４１２）、通信部２１４は、診断部２１２から、特定の電池モジュールに対して、ＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態情報を受信し、上位コントローラ（車両など）に伝送する。

また、特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が第１値未満であると判断すると（Ｓ４１６）、診断部２１２は、特定の電池モジュールに対して、劣化電池セルを含んだ状態と診断した回数が、予め設定された回数未満であるか否かを判断する（Ｓ４２０）。

劣化電池セルを含んだ状態と診断した回数が予め設定された回数以上であると、車両に、当該電池モジュールが劣化電池セルを含んだ状態であるという情報を上位コントローラ（車両）に伝送する（Ｓ４２２）。

劣化電池セルを含んだ状態と診断した回数が予め設定された回数より少ないと、診断部２１２は、電池モジュールが充放電中であるか否かを判断し（Ｓ４１８）、充放電中であると、ステップＳ４０２から再び開始し、充放電中ではないと、当該セルは正常セルと判断し、診断を終了する。

図５は、本発明の一実施形態に係る電池管理システムのハードウェア構成を示すブロック図である。
電池管理システム５００は、各種処理および各構成を制御するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）５１０と、オペレーティングシステムプログラムおよび各種プログラム（例えば、電池パックの異常有無の診断プログラム、あるいは電池パックの温度推定プログラム）などが記録されるメモリ５２０と、電池セルモジュールおよび／または半導体スイッチング素子との間で入力インターフェースおよび出力インターフェースを提供する入出力インターフェース５３０と、有無線通信網を介して外部と通信可能な通信インターフェース５４０と、を備えることができる。このように、本発明に係るコンピュータプログラムは、メモリ５２０に記録され、マイクロコントローラ５１０により処理されることで、例えば、図２に示した各機能ブロックを行うモジュールとして実現されてもよい。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合するかまたは結合して動作するものと説明されたからといって、本発明が必ずしもこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的の範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作してもよい。

また、以上に記載された「含む」、「構成する」、または「有する」などの用語は、特に反する記載がない限り、当該構成要素が内在できることを意味するため、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいものと解釈されなければならない。技術的または科学的な用語を含む全ての用語は、別に定義しない限り、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一な意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されなければならず、本発明で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。

以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能であろう。よって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は後述の請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (7)

1. 複数の電池セルが並列に連結されている複数の電池モジュールに対して測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記複数の電池モジュールのＳＯＣをそれぞれ算出するＳＯＣ算出部と、
   前記ＳＯＣ算出部により算出されたＳＯＣ、および前記複数の電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の電池モジュールのＳＯＨをそれぞれ算出するＳＯＨ算出部と、
   前記ＳＯＨを用いてＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断する診断部と、を含み、
   前記診断部は、前記複数の電池モジュールのうち特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値以上に大きく第２値より小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し、
   前記特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上かつ前記第２値以上であると、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し、
   前記劣化電池セルを含んだ状態やＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではない電池モジュールは正常状態と診断する
   電池管理装置。
2. 前記複数の電池モジュールに対して算出されたそれぞれのＳＯＨ値を格納する格納部をさらに含む、請求項１に記載の電池管理装置。
3. 前記特定の電池モジュールの状態が、劣化電池セルを含んだ状態またはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断されると、診断結果を上位システムに伝送する通信部をさらに含む、請求項１または２に記載の電池管理装置。
4. 複数の電池セルが並列に連結されている複数の電池モジュールに対して測定された電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つを用いて、前記複数の電池モジュールのＳＯＣをそれぞれ算出するステップと、
   算出された前記ＳＯＣ、および前記複数の電池モジュールの電圧、電流、または温度のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の電池モジュールのＳＯＨをそれぞれ算出するステップと、
   前記複数の電池モジュールのＳＯＨ変化率を算出し、算出されたＳＯＨ変化率を用いて前記電池モジュールの状態を診断するステップと、を含み、
   前記電池モジュールの状態を診断するステップにおいて、
   前記複数の電池モジュールのうち特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が他の電池モジュールのＳＯＨ変化率に比べて第１値以上に大きく第２値より小さいと、前記特定の電池モジュールは劣化電池セルを含んだ状態と診断し、
   前記特定の電池モジュールのＳＯＨ変化率が（１／電池モジュール内の電池セル数）＊１００％以上かつ前記第２値以上であると、当該電池モジュールはＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断し、
   前記特定の電池モジュールが前記劣化電池セルを含んだ状態または前記ＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態ではないと、正常状態と診断する
   電池管理方法。
5. 前記複数の電池モジュールに対して算出されたそれぞれのＳＯＨ値を格納するステップをさらに含む、請求項４に記載の電池管理方法。
6. 前記特定の電池モジュールの状態がＣＩＤオープン電池セルを含んだ状態と診断されると、診断結果を上位システムに伝送するステップをさらに含む、請求項４に記載の電池管理方法。
7. 前記特定の電池モジュールの状態が劣化電池セルを含んだ状態と診断されると、当該診断結果の回数が予め設定された回数以上である場合、診断結果を上位システムに伝送するステップをさらに含む、請求項４に記載の電池管理方法。