JPH0968562A - 電池の故障検出装置および電池の故障検出方法 - Google Patents

電池の故障検出装置および電池の故障検出方法

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JPH0968562A
JPH0968562A JP7225027A JP22502795A JPH0968562A JP H0968562 A JPH0968562 A JP H0968562A JP 7225027 A JP7225027 A JP 7225027A JP 22502795 A JP22502795 A JP 22502795A JP H0968562 A JPH0968562 A JP H0968562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
cell
cells
failure
bypass
Prior art date
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Pending
Application number
JP7225027A
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English (en)
Inventor
Masato Origuchi
正人 折口
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP7225027A priority Critical patent/JPH0968562A/ja
Publication of JPH0968562A publication Critical patent/JPH0968562A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池自体の構造を変えずに電池セルの故障を
安価に検出する。 【解決手段】 複数のセル11〜1nが直列に接続され
た電池1の各セル11〜1nに並列に接続され、セル
(11〜1n)の両端電圧が所定電圧に達したらセル
(11〜1n)に流れる充電電流をバイパスする複数の
バイパス回路61〜6n,71〜7nを有する電池1の
故障検出装置であって、電池1の充電を行なうたびにセ
ル11〜1nごとにバイパス回路61〜6n,71〜7
nの不動作回数を計数する計数回路10と、計数回路1
0により計数された不動作回数が所定回数を越えたセル
を故障と判定する判定回路10とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池セルの故障を
検出する故障検出装置および故障検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】電池を構成する各セルに補
助電極を設け、各補助電極の出力電圧の平均値からの偏
差に基づいて各セルの劣化状態を検出する装置が知られ
ている(例えば、特開昭57−105975号公報参
照)。
【0003】しかしながら、従来の電池の故障検出装置
では、各セルに補助電極を設けなければならないので、
電池の構造が複雑になってコストがかかるという問題が
ある。
【0004】本発明の目的は、電池自体の構造を変えず
に電池セルの故障を検出する安価な電池の故障検出装置
および故障検出方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、 (1) 請求項1の発明は、複数のセルが直列に接続さ
れた電池の前記各セルに並列に接続され、セルの両端電
圧が所定電圧に達したらセルに流れる充電電流をバイパ
スする複数のバイパス回路を有する電池の故障検出装置
であって、前記電池の充電を行なうたびに前記セルごと
に前記バイパス回路の不動作回数を計数する計数回路
と、前記計数回路により計数された不動作回数が所定回
数を越えたセルを故障と判定する判定回路とを備える。
電池の充電を行なうたびにセルごとにバイパス回路の不
動作回数を計数し、不動作回数が所定回数を越えたセル
を故障と判定する。 (2) 請求項2の発明は、複数のセルが直列に接続さ
れた電池の前記各セルに並列に接続され、セルの両端電
圧が所定電圧に達したらセルに流れる充電電流をバイパ
スする複数のバイパス回路を有する電池の故障検出方法
であって、所定回数充電を繰り返しても前記バイパス回
路が動作しないセルを故障と判定する。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を電気自動車に搭
載される組電池に応用した一実施形態の構成を示す。組
電池1はn個の電池11〜1nが直列に接続されてお
り、インバータ2へ高圧直流電力を供給する。モータ駆
動時には、インバータ2が直流電力を交流電力に変換し
て交流モータ3を駆動する。一方、組電池1の充電時に
は、充電器4からスイッチ5を介して組電池1に充電電
力が供給される。なお、この実施形態では、複数の電池
を直列に接続して構成される組電池を例に上げて説明す
るが、複数のセルを直列に接続して構成される通常の電
池に対しても本発明を応用することができる。したがっ
て、以下では組電池を構成する各電池もセルと呼び、電
池を構成するセルと同様に扱うことにする。
【0007】組電池1の各セル11〜1nにはそれぞ
れ、過電圧検出回路61〜6nとバイパス回路71〜7
nが並列に接続されており、いずれかのセルが満充電状
態になってその端子電圧(以下、セル電圧と呼ぶ)Vc
が所定の過電圧レベルに達すると、対応する過電圧検出
回路(61〜6n)が動作してバイパス回路(71〜7
n)を起動し、そのセルの充電電流をバイパス回路(7
1〜7n)によりバイパスする 図2は過電圧検出回路61〜6nの一例を示す。抵抗器
R1とツェナーダイオードD1から成る過電圧レベル発
生回路8の過電圧レベルと、抵抗器R2とR3により分
圧されたセル電圧Vcの検出値とがコンパレータOP1
により比較され、セル電圧Vcの検出値が過電圧レベル
を越えるとバイパス作動指令(Hiレベル信号)が出力
される。また、図3はバイパス回路71〜7nの一例を
示す。過電圧検出回路61〜6nからHiレベルのバイ
パス作動指令がオペアンプOP2に供給されると、オペ
アンプOP2の出力が反転してトランジスタTR1が導
通し、対応するセルに流れていた充電電流がトランジス
タTR1および抵抗器R6を通して流れる。
【0008】各過電圧検出回路61〜6nのバイパス作
動指令は、制御回路10にも出力される。制御回路10
はマイクロコンピュータとメモリ10mなどの周辺部品
から構成され、組電池1を充電するたびに各セルごとの
バイパス不動作回数をカウントし、所定の回数バイパス
動作が行なわれなかったセルを故障と判断してLCD1
1に警告表示する。各セル11〜1nごとのバイパス不
動作回数はメモリ10mに記憶する。
【0009】図4は組電池充電時のセルの充電率の変化
を示す。今、組電池1を構成するn個のセル11〜1n
の内の、充電量大のセル1aと充電量小のセル1bを例
に上げて説明すると、どちらのセルの充電率SOC(St
ate of Charge)も充電時間の経過につれて増加する。
充電量大のセル1aが最も早く充電率100%に達し、
時刻t1において充電が終了するまでのT1期間はバイ
パス回路(71〜7n)が動作する。一方、充電量小の
セル1bは時刻t1で充電を終了した時点でも充電率が
100%に達していない。この例では、セル1aとセル
1bとの間の充電率のばらつきが充電率Cだけ補正され
たことになる。この充電率Cは、バイパス期間T1もセ
ル1aを充電したと仮定した場合の充電率である。
【0010】セルごとの充電率のばらつきの原因は、セ
ル自体の特性差や、一部のセルの水ぬれなどによる漏電
などにある。通常、組電池1に故障がない場合には、図
5に示すように充電を繰り返すたびにセル間の充電率の
ばらつきが補正され、ついには各セルの充電率がほぼ一
致する。しかし、組電池1に内部リークや外部への電流
漏れなどの故障があると、図6に示すように充電を繰り
返すたびにセル間の充電率のばらつきが拡大する。つま
り、故障セルは何回充電しても充電率が100%に達せ
ず、バイパス動作が行なわれない。したがって、充電ご
とに各セル11〜1nのバイパス動作の有無を調べ、所
定回数バイパス動作が行なわれなかったセルを故障セル
と判定する。
【0011】図7は制御回路10の故障判定処理を示す
フローチャートである。このフローチャートにより、一
実施形態の動作を説明する。制御回路10は、組電池1
の充電が行なわれるたびにこの故障判定処理を行なう。
ステップ1において、バイパス回路71〜7nが動作し
なかったセル(11〜1n)を抽出し、続くステップ2
でメモリ10mに記憶されているセルごとのバイパス不
動作回数を更新する。ステップ3では、メモリ10mに
記憶されているバイパス不動作回数を調べ、バイパス不
動作回数が所定回数を越えているセルがあれば、ステッ
プ4へ進んでLCD11に警告表示する。なお、故障の
判定基準である前記所定回数は、セル間の充電率のばら
つきに対する充電1回当たりの補正量、組電池組付け時
のばらつき管理幅(セルの特性差)、水入り、結路など
による想定される漏れ電流量などに基づいて決定する。
【0012】以上の一実施形態の構成において、組電池
1が電池を、電池11〜1nがセルを、過電圧検出回路
61〜6nとバイパス回路71〜7nがバイパス回路
を、制御回路10が計数回路および判定回路をそれぞれ
構成する。なお、上述した一実施形態では本発明を電気
自動車に搭載される組電池に応用した例を示したが、本
発明は電気自動車以外の組電池あるいは通常の電池に対
しても応用できることはもちろんである。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
池の充電を行なうたびにセルごとにバイパス回路の不動
作回数を計数し、不動作回数が所定回数を越えたセルを
故障と判定するようにしたので、電池自体の構造を変え
ないで安価な検出装置により電池セルの故障を検出でき
る。また、所定回数充電を繰り返してもバイパス回路が
動作しないセルを故障と判定するようにしたので、電池
自体の構造を変えないで安価に電池セルの故障を検出で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の構成を示す図。
【図2】過電圧検出回路の詳細を示す回路図。
【図3】バイパス回路の詳細を示す回路図。
【図4】充電量大のセルと充電量小のセルの充電率のば
らつきを示す図。
【図5】組電池が正常な場合の充電ごとのセル間の充電
率のばらつきの変化を示す図。
【図6】組電池が異常な場合の充電ごとのセル間の充電
率のばらつきの変化を示す図。
【図7】故障判定処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 組電池 11〜1n セル 4 充電器 5 スイッチ 61〜6n 過電圧検出回路 71〜7n バイパス回路 10 制御回路 10m メモリ 11 LCD

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のセルが直列に接続された電池の前
    記各セルに並列に接続され、セルの両端電圧が所定電圧
    に達したらセルに流れる充電電流をバイパスする複数の
    バイパス回路を有する電池の故障検出装置であって、 前記電池の充電を行なうたびに前記セルごとに前記バイ
    パス回路の不動作回数を計数する計数回路と、 前記計数回路により計数された不動作回数が所定回数を
    越えたセルを故障と判定する判定回路とを備えることを
    特徴とする電池の故障検出装置。
  2. 【請求項2】 複数のセルが直列に接続された電池の前
    記各セルに並列に接続され、セルの両端電圧が所定電圧
    に達したらセルに流れる充電電流をバイパスする複数の
    バイパス回路を有する電池の故障検出方法であって、 所定回数充電を繰り返しても前記バイパス回路が動作し
    ないセルを故障と判定する電池の故障検出方法。
JP7225027A 1995-09-01 1995-09-01 電池の故障検出装置および電池の故障検出方法 Pending JPH0968562A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025173A (ja) * 1999-07-02 2001-01-26 Denso Corp 組電池の異常判定装置及び組電池の異常判定方法
JP2002075387A (ja) * 2000-08-29 2002-03-15 Fuji Photo Film Co Ltd 電池チェック装置
JP2012186985A (ja) * 2011-02-16 2012-09-27 Iks Co Ltd 二次電池劣化判定方法及び二次電池劣化判定装置

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