WO2008065910A1 - Accumulator failure detecting device, accumulator failure detecting method, accumulator failure detecting program, and computer-readable recording medium containing the accumulator failure detecting program - Google Patents

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Takuma Iida
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • Storage device abnormality detection device storage device abnormality detection method, storage device abnormality detection program, and computer-readable recording medium recording the storage device abnormality detection program
  • the present invention records a power storage device abnormality detection device, a power storage device abnormality detection method, a power storage device abnormality detection program, and a power storage device abnormality detection program for detecting an abnormality of a power storage device mounted in a power supply system.
  • the present invention relates to a computer-readable recording medium.
  • the present invention relates to an abnormality detection device for an electric storage device, an abnormality detection method for an electric storage device, and an abnormality detection method for an electric storage device that improve the accuracy of abnormality detection by starting abnormality detection from the time when an abnormality occurrence sign appears in the electric storage device.
  • the present invention relates to a computer-readable recording medium that records an abnormality detection program and an abnormality detection program for a power storage device.
  • power storage devices have been used in combination with power generation devices such as solar cells to be used as power supply systems.
  • the power generator generates electricity using natural energy such as sunlight, wind power, and hydropower.
  • a power supply system that combines such power storage devices aims to improve energy efficiency by storing surplus power in the power storage device and supplying power to the power storage device when a load device is required.
  • a photovoltaic power generation system can be given.
  • the solar power generation system when the amount of power generated by sunlight is larger than the power consumption of the load device, the power storage device is charged with surplus power. Conversely, when the power generation amount is smaller than the power consumption amount of the load device, the electric power discharged from the power storage device is supplied to the load device in order to compensate for the insufficient power. In this way, in the photovoltaic power generation system, surplus power that has not been used in the past can be stored in the power storage device, so that energy efficiency can be increased compared to the conventional power supply system.
  • SOC remaining capacity
  • a remaining capacity (hereinafter referred to as "SOC" that indicates a state of charge of the power storage device. Call it. ) Is not increased to 100%, and power is supplied to the load device when necessary, so charge / discharge control is performed so that the SOC does not decrease to 0 (zero).
  • control is normally performed so that the SOC changes within a range of 20 to 80%.
  • Such a principle is based on a hybrid vehicle (Hybrid Electric) using an engine and a motor.
  • Hybrid Electric Hybrid Electric
  • HEV Vehicle, hereinafter referred to as “HEV”.
  • the HEV drives the generator with surplus power to charge the power storage device.
  • the HEV also charges the power storage device by using the motor as a generator during braking or deceleration of the vehicle.
  • a load leveling power supply is a system that consumes less power. Electricity is stored in power storage devices at night when electricity prices are low, and electric power stored during the day when power consumption peaks is used. The purpose is to smooth the power consumption, to keep the power generation constant, and to contribute to the efficient operation of power equipment and the reduction of capital investment.
  • plug-in nos and hybrid cars use nighttime power.
  • EV driving is mainly based on electric power that is supplied from the power storage device.
  • HEV driving using the engine and motor is performed.
  • Plug-in hybrid vehicles aim to reduce total CO emissions.
  • a power storage device mounted in the above power supply system or the like is configured by connecting a plurality of power storage elements (single battery, unit battery, etc.) in series.
  • power storage elements single battery, unit battery, etc.
  • the power storage device having a small capacity is more overdischarged than the other devices.
  • the overdischarged element deteriorates and the life of the entire power storage device is reduced.
  • Patent Document 1 discloses a method for determining battery deterioration based on a voltage after completion of discharge after a uniform discharge process as a means for detecting battery deterioration.
  • Patent Document 2 discloses a method of counting the accumulated current usage amount of a battery and determining the life when the power count value exceeds a predetermined value.
  • the above judgment method has the following problems!
  • the accumulated current usage of the battery is counted from the initial state of the battery, and it is possible to estimate an average abnormal state of the power storage element.
  • the period until the storage element becomes abnormal is generally greatly influenced by the usage environment and usage conditions. For this reason, in a power storage device including a plurality of power storage elements, variation in deterioration among the power storage elements affects the count value from the initial state of the battery. Therefore, it is difficult to accurately estimate the abnormal state of the entire power storage device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-282156
  • Patent Document 2 JP-A-7-160972
  • An object of the present invention is to provide an abnormality detection device for a power storage device that can ensure the safety of the power storage device by detecting an abnormality of the power storage device early and accurately. .
  • An abnormality detection device for a power storage device is a device for detecting an abnormality of a power storage device configured by connecting a plurality of power storage units including at least one power storage element.
  • An equalization processing unit that executes a process of equalizing a variation in capacity or voltage between the plurality of power storage units a plurality of times, and when the equalization processing unit finishes one equalization process, the one equalization process
  • An equalization processing interval calculation unit that calculates a time interval between the other equalization processing executed before the processing and the one equalization processing, and a time interval calculated by the equalization processing interval calculation unit
  • An abnormality occurrence warning determination unit for determining that the power storage device is in an abnormal state when the power storage device is shorter than a set time for determining that the power storage device is in a state close to an abnormal state; When the abnormality occurrence warning determination unit determines that the power storage device is in a state close to an abnormal state, the charge / discharge capacity, the charge capacity, the discharge capacity, and the temperature of
  • the time interval with the previous equalization processing is calculated, and the time interval is set in advance.
  • the time is shorter than the determined time, first, it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state. Then, only when it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state, whether or not the power storage device is completely in an abnormal state is determined in detail by measuring the charge / discharge capacity of the power storage device. Therefore, it is possible to quickly detect an abnormality occurrence of the power storage device by simply monitoring the abnormal state of the power storage device at all times by calculating the time interval at which the equalization process is executed. Further, when it is determined that the state is close to the abnormal state, it is possible to accurately detect the abnormality of the power storage device by further performing detailed abnormality determination.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply system including an abnormality detection device for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a configuration of the abnormality determination processing unit in FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram for explaining a reference value file in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the abnormality detection method for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention (part 1).
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the abnormality detection method for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention (part 2).
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a control unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the count value calculation information file in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the abnormality detection method for a power storage device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply system including an abnormality detection device for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a power supply system 10 according to Embodiment 1 of the present invention stores a power generation device 100 that generates power from natural energy such as sunlight, wind power, and hydropower, and surplus power from the power generation device 100.
  • a power storage device 300 that supplies the stored power as needed to a load device 200 driven by power supply, a charge / discharge control device 400 that controls charging / discharging of the power storage device 300, and a power storage device 300
  • an abnormality detection device 500 that performs abnormality detection processing, which will be described later
  • an integrated control ECU (Electronic Control Unit) 600 that is connected to the abnormality detection device 500 and the charge / discharge control device 400 and controls the entire power supply system 10 are provided. Yes.
  • the power generation device 100 includes, for example, a solar power generation device (solar cell), a wind power generation device, and a hydropower generation device. It is a power generation device that uses natural energy such as electrical devices. It also includes generators powered by engines.
  • the load device 200 includes various loads driven by power supply. In addition to known devices, the load device 200 may be a hydrogen station using natural energy and power generation by a generator (for example, a fuel cell).
  • the power storage device 300 is configured by connecting N power storage element blocks Bl, B2,..., BN in series.
  • Each of the storage element blocks Bl, B2,..., BN is configured by electrically connecting a plurality of storage elements 301 in series.
  • an alkaline storage battery such as a nickel hydrogen battery, an organic battery such as a lithium ion battery, and an electric double layer capacitor can be used.
  • the number N of power storage element blocks and the number of power storage elements 301 included in each power storage element block are not particularly limited. Further, the power storage device 300 is not limited to the configuration shown in FIG.
  • Charging / discharging control device 400 is connected to each of power generation device 100, load device 200, and power storage device 300, and charging from power generation device 100 to power storage device 300, and from power storage device 300 to load device 200, is performed. Control the discharge to the. Charging / discharging control device 400 charges power storage device 300 with surplus power for load device 200 out of the power output from power generation device 100. On the other hand, when the current consumption of the load device 200 suddenly increases, or when the power generation amount of the power generation device 100 decreases and the power required by the load device 200 exceeds the power generation amount of the power generation device 100, charging / discharging Control device 400 discharges the insufficient power from power storage device 300 to load device 200.
  • the charge / discharge control by the charge / discharge control device 400 is normally performed so that the SOC of the power storage device 300 falls within a range of about 20 to 80%. However, in load leveling power supplies and plug-in hybrid vehicles that make effective use of nighttime power, the SOC is charged to 100%, and the load device 200 is controlled to discharge when energy is required. .
  • the abnormality detection device 500 includes a voltage measurement unit 501 that measures the voltage value of the power storage device 300, a current measurement unit 502 that measures the current value of the power storage device 300, and a temperature measurement that measures the temperature of the power storage device 300.
  • Unit 503 equalization processing unit 504 that equalizes the variation in capacity or voltage between the storage element blocks Bl, B2,.
  • the voltage measuring unit 501 calculates the voltages V0, VI, V2,..., VN-1 and VN between the N power storage element blocks Bl, B2,. Measure in time series with a predetermined period.
  • the measured inter-terminal voltage for each storage element block is converted into an analog signal power digital signal, and the inter-terminal voltage data for each block and the added value thereof are output as the voltage data VD of the storage device 300.
  • Data output from the voltage measurement unit 501 to the control unit 520 is performed in a predetermined cycle.
  • a flying capacitor method is known as a method for measuring the voltage between terminals of each storage element block in time series.
  • Current measurement unit 502 uses current sensor 302 to measure charge / discharge current I of power storage device 300 at a predetermined cycle.
  • the measured charge / discharge current I is converted from an analog signal to a digital signal, and the charge data (+) and the sign C (Charge) / ⁇ (Discharge) indicating the discharge direction (one) are output as current data ID.
  • Data output from the current measurement unit 502 to the control unit 520 is also performed at a predetermined cycle, as is the data output from the voltage measurement unit 501.
  • the current sensor 302 includes a resistance element, a current transformer, and the like.
  • Temperature measurement unit 503 measures the temperature in power storage device 300 at a predetermined cycle by using temperature sensor 303 arranged in power storage device 300. The measured temperature is converted from an analog signal to a digital signal and output as temperature data T to control unit 520 at a predetermined cycle.
  • Control unit 520 calculates the integrated capacity Q by integrating the current data ID output from current measuring unit 502 over a predetermined period (for example, a period of one day or less). During this integration, if the sign C / D received with the current data ID indicates the charging direction (+), the current data ID is multiplied by the charging efficiency (a coefficient smaller than 1, for example, 0.8). Control unit 520 predicts and stores remaining capacity SOC using accumulated capacity Q.
  • the force S for obtaining the SOC using the integrated capacity Q is not limited to this.
  • multiple pairs of voltage data VD and current data ID are acquired in the charge direction (+) and discharge direction (one)! /, And these pair data are obtained as straight lines (VD-1).
  • D straight line) Approximate and obtain the no-load voltage Vo from the voltage intercept of the recent straight line.
  • the electromotive force Vemf obtained by subtracting the voltage drop due to the internal resistance and polarization component of the storage device 300 from the no-load voltage Vo
  • the electromotive force SOC characteristic table obtained in advance by experiments. You can also ask for SOC.
  • temperature data T output from temperature measurement unit 503 can be used as a correction parameter for the electromotive force SOC characteristic table.
  • Equalization processing unit 504 has a large variation between terminals V0, VI, V2, ..., VN-1 and VN of power storage element blocks Bl, B2, ..., BN of power storage device 300. In this case, equalization processing is performed on the power storage element blocks Bl, B2,..., BN of the power storage device 300 based on an instruction from the control unit 520.
  • the equalization processing unit 504 increases the variation in the capacity of the 1S storage element block that equalizes the voltage between the terminals of the storage element block when the variation in the terminal voltage between the storage element blocks increases. In this case, the capacity between the power storage element blocks may be equalized.
  • a discharge circuit 304 is connected between both terminals of each storage element block Bl, B2,.
  • the discharge circuit 304 includes a resistor 305 and a switch 306, and the equalization processing unit 504 controls the opening and closing of each switch 306.
  • Control unit 520 obtains a maximum voltage value and a minimum voltage value from among the voltages between terminals of each power storage element block Bl, B2, ..., BN, and further calculates the voltage difference. Then, when a predetermined amount of the voltage difference occurs, the minimum voltage value is set as the target voltage value.
  • the equalization processing unit 504 calculates the discharge time according to the difference between the target voltage value and the voltage between the terminals of each storage element block Bl, B2,. Then, the switch 306 of the discharge circuit 304 of each storage element block Bl, B2,..., BN is closed for the determined discharge time, and the discharge circuit 304 is turned on.
  • the equalization processing unit 504 has a built-in timer that can discharge each block and measure the monitoring time while monitoring the voltage between terminals of each storage element block.
  • the above equalization process is a process using force variable resistance, which is due to constant resistance discharge. It is okay. Conversely, it is of course possible to achieve equalization by charging each storage element block to a predetermined voltage.
  • FIG. 2A is a diagram showing a configuration of the abnormality determination processing unit 510
  • FIG. 2B is a diagram for explaining the reference value file 513 of FIG. 2A.
  • abnormality determination processing unit 510 determines abnormality of power storage device 300 from comparison unit 511 that compares the abnormality determination value from control unit 520 with a predetermined reference value, and the comparison result of comparison unit 511.
  • a reference value file including a plurality of abnormality determination values and a plurality of reference values corresponding to the respective abnormality determination values, connected to each of the determination unit 512 to be output to the control unit 520, the comparison unit 511, and the determination unit 512.
  • the reference value file 513 has a reference value (reference value A, reference value B, ⁇ ) and an abnormality judgment value (total charge / discharge capacity, total charge capacity, ⁇ ).
  • the reference value is selected according to the abnormality determination value from the control unit 520.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of control unit 520 for realizing the abnormality detection method according to the present embodiment.
  • 4 and 5 are flowcharts showing the processing procedure of the abnormality detection method according to the present embodiment, and FIG. 4 shows the power storage device equalization processing executed by control unit 520 and equalization processing unit 504.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the storage device abnormality determination process executed by the control unit 520 and the abnormality determination processing unit 510.
  • the abnormality detection method according to the present embodiment performs the abnormality determination process of FIG. 5 after performing the equalization process of FIG.
  • control unit 520 includes, for example, the following configuration in order to execute the equalization process and the abnormality determination process described later. That is, as shown in FIG. 3, control unit 520 stores equalization process end time storage unit 521 that stores the end time each time the equalization process of power storage device 300 ends, and equalization process end time storage unit 521 An equalization process interval calculation unit 522 that calculates the equalization process execution interval from each end time stored in the table, and the calculation result of the equalization process interval calculation unit 522 show signs of abnormality in the power storage device 300.
  • the flag storage unit 524 and the flag storage unit 524 have a preceding flag. Is established, an abnormality determination value calculation unit 525 that calculates an abnormality determination value used in the abnormality determination process based on the current data and temperature data T acquired from the current measurement unit 502 and the temperature measurement unit 503 in FIG. You should prepare.
  • control unit 520 obtains voltage data VD including voltage between terminals of each storage element block Bl, B2, ..., BN of power storage device 300 from voltage measurement unit 501 in time series. (Step S101).
  • the control unit 520 obtains the maximum voltage value and the minimum voltage value of the voltage between the terminals of each storage element block Bl, B2, ..., BN from the acquired voltage data VD, and based on the obtained maximum voltage value and minimum voltage value, Is calculated (step S102). Then, it is determined whether or not the voltage difference is greater than or equal to a predetermined value (step S103). If it is less than the predetermined value (step S103NO), the process returns to step S101.
  • control unit 520 sets the minimum voltage value obtained in step S102 above as the target voltage value, and equalizes it.
  • the processing unit 504 is instructed to start equalization processing. Receiving the instruction, the equalization processing unit 504 starts the equalization process by discharging all the power storage element blocks except the power storage element block having the minimum terminal voltage. At the start of the equalization process, the equalization processing unit 504 turns on the respective discharge circuits 304 of the power storage element blocks to be equalized (step SI 04).
  • step S108 If discharge circuit 304 of power storage element block Bl is in the ON state (step S108 YES), it is determined whether the voltage between the terminals of power storage element block B1 is equal to or lower than the target voltage value (step S109). . If the inter-terminal voltage of storage element block Bl is equal to or lower than the target voltage value (step S109 YES), equalization processing unit 504 causes discharge circuit 304 of block B1. Is turned off and the discharge from the block Bl is terminated (step SI 10).
  • step S108 After the discharge circuit 304 of the storage element block Bl is turned off in step SI10, and further, in step S108, if the discharge circuit of block B1 is in the OFF state (step S108NO), block B1 in step S109. If the voltage between the terminals exceeds the target value (step S109 NO), the equalization processing unit 504 increases the count number N by “1” (step S111), and the increased count number N is as shown in FIG. It is determined whether or not the number of storage element blocks exceeds V (step S112). If the count number N does not exceed the total number of blocks! / (Step S112NO), the process returns to step S108 again, and steps S108 to S112 are repeated.
  • step S112 If the count number N exceeds the total number of blocks! / In step S112 (YES in step S112), the measurement time of the built-in timer started in step S106 is a predetermined time. (Step S113), and if the predetermined time has already passed (YES in step S113), the equalization process ends.
  • control unit 520 indicates the equalization process end time storage unit 521.
  • the equalization process interval calculation unit 522 calculates an interval from the end time of the previous equalization process (equalization process interval) (step S115).
  • Step S117 the process proceeds to the abnormality determination process shown in FIG.
  • the abnormality determination processing procedure of power storage device 300 will be described using FIG. 3 and FIG.
  • Step S201YES there is a sign of abnormality in the power storage device 300, that is, “near abnormal condition”. If it is in the “status”, an abnormality occurrence warning is issued. Then, the abnormality determination process starts based on the abnormality occurrence warning.
  • the abnormality determination value calculation unit 525 of the control unit 520 calculates the abnormality determination value used in the abnormality determination processing by the abnormality determination processing unit 510.
  • the absolute value of the current value with which power storage device 300 is charged / discharged within a predetermined period is integrated, and the total amount (total charge / discharge capacity) Is calculated as an abnormality determination value by the abnormality determination value calculation unit 525 (step S202).
  • abnormality determination value calculation section 525 calculates the total charge / discharge capacity using current data ID of power storage device 300 measured after the preceding flag is set. That is, in the present embodiment, the time when power storage device 300 is close to an abnormal state is taken as the starting point, and the total charge / discharge capacity of power storage device 300 measured after that starting point is used as the abnormality determination value. Therefore, unlike the case where current data ID measured from the initial state of power storage device 300 is used, it is not affected by variation in deterioration of power storage element 301 in power storage device 300. Therefore, abnormality detection of power storage device 300 can be performed with higher accuracy.
  • the total charge / discharge capacity of power storage device 300 calculated in step S202 is determined by the control unit.
  • comparison unit 511 of abnormality determination processing unit 510 compares the total charge / discharge capacity of power storage device 300 with a predetermined reference value in reference value file 513 (step S203).
  • comparison unit 511 selects reference value A in reference value file 513. If it is less than the reference value A (step S203NO), the abnormality determination process is terminated.
  • step S203 YES If the reference value A is greater than or equal to reference value A in step S203 (step S203 YES), the determination unit 512 of the abnormality determination processing unit 5 10 determines from the comparison result that the power storage device 300 has changed from "close to abnormal state” to "completely abnormal state”. ”. The abnormality determination processing unit 510 outputs the determination result to the control unit 520, and the control unit 520 sets a flag in the flag storage unit 524 (step S204). ). Then, the integrated control ECU 600 is notified using the communication unit 505 that the power storage device 300 is in the “completely abnormal state” (step S205), and the abnormality determination process ends.
  • Embodiment 1 of the present invention it is first determined whether or not power storage device 300 is in a "near abnormal state". Only when it is determined as “”, detailed abnormality determination can be performed. As a result, the total charge / discharge capacity of the power storage device 300 after the power storage device 300 force is close to an abnormal state is used as an abnormality determination value, and the battery is affected by variations in the deterioration of the power storage elements 301 in the power storage device 300. Accordingly, it is possible to accurately detect abnormality of the power storage device.
  • the absolute value of the current value charged / discharged of power storage device 300 within a predetermined period after the preceding flag is set in step S202 of FIG. 5 is integrated, and the total amount (total charge / discharge capacity) ) Calculated as abnormality determination
  • the present invention is not limited to this. For example, only when the absolute value of the charge / discharge capacity charged / discharged to / from the power storage device 300 from the end time of the previous equalization process to the end time of the current equalization process is integrated and the preceding flag is set. The subsequent integrated value may be added.
  • the sum of the charging currents of the power storage device 300 or the sum of the discharging currents, where the abnormality determination value calculated by the abnormality determination calculation unit 525 of the control unit 520 is the sum of the charge / discharge capacities. May be used as an abnormality determination value.
  • the abnormality determination value calculated by abnormality determination value calculation unit 525 and the reference value in reference value file 513 are corrected using, for example, the temperature of power storage device 300 and the charge / discharge current value. By doing so, the abnormality determination value and the reference value can be made more accurate.
  • the interval from the previous equalization processing is used, but it is not necessary to limit the interval to the previous previous equalization processing. As long as the equalization processing has already been performed, the interval between the previous and third equalization processing may be used.
  • the abnormality detection method according to the present embodiment may be realized by executing a program on a microcomputer. That is, it can be realized by installing an abnormality detection program for realizing each processing step shown in FIGS. 4 and 5 in the microcomputer and executing the abnormality detection program.
  • the abnormality detection method of the abnormality detection device 500 is realized by causing the microcomputer to read the abnormality detection program for the power storage element and executing the program. You can install this program in the memory of the microcomputer and run this program on the central processing unit (CPU) of the microphone computer.
  • the charge / discharge control device 400 of FIG. 1 can have the function of the abnormality detection device 500.
  • the above-described abnormality detection program is installed in the microcomputer constituting the charge / discharge control device 400, and the program is executed! /.
  • the abnormality detection device 500 may be provided with the function of the charge / discharge control device 400.
  • the load device 200 in FIG. 1 may have the function of the abnormality detection device 500! /.
  • the abnormality detection method uses the total charge / discharge capacity of power storage device 300 as the abnormality determination value used in the abnormality determination process in step S202 of the abnormality determination process in FIG.
  • the integrated count value of the charge / discharge current of power storage device 300 is used as the abnormality determination value.
  • the abnormality detection method according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the equalization process of the abnormality detection method according to the present embodiment is the same as that in the first embodiment. Therefore, in the following, the abnormality determination process after the equalization process will be described.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of control unit 520 for realizing the abnormality detection method according to the present embodiment
  • FIG. 7 explains the contents of count value calculation information file 526 of FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the storage device abnormality determination process executed by control unit 520 and abnormality determination processing unit 510.
  • Control unit 520 stores the end time each time the equalization process of power storage device 300 ends, and equalization process end time storage unit 521 and each end time stored in equalization process end time storage unit 521
  • the control unit 520 of the second embodiment of FIG. 6 further includes a count value calculation information file 526.
  • the count value calculation information file 526 indicates the count value assigned to each average value when the abnormality determination value calculation unit 525 counts the average value of the charge / discharge current of the power storage device 300 for a predetermined period. Is.
  • the count value calculation information file 526 as shown in FIG. 7, a plurality of ranges in which each average value should be included are prepared, and a count value is set for each range.
  • the abnormality determination value calculation unit 525 specifies a range including the average value, and obtains a count value in the range. Then, the count values obtained in this way are integrated every time each average value is calculated, and an abnormality determination value is calculated.
  • Pre-Flag preceding flag
  • the abnormality determination value calculation unit 525 of the control unit 520 calculates an abnormality determination value used in the abnormality determination processing by the abnormality determination processing unit 510.
  • the current data ID from the current measuring unit 502 is used to calculate the average value of the charge / discharge current for each predetermined period, and the count value of each average value is acquired from the count value calculation information file 526. The acquired count value is integrated over a predetermined measurement time (step S3 02).
  • step S302 the integrated count value of power storage device 300 calculated in step S302 is output to control unit 520 force and abnormality determination processing unit 510, and comparison unit 511 of abnormality determination processing unit 510 stores The integrated count value of apparatus 300 is compared with a predetermined reference value in reference value file 513 (step S303). If it is less than the reference value (step S303 NO), the abnormality determination process is terminated.
  • step S303 YES determination unit 512 determines that power storage device 300 has shifted from "close to abnormal state, state" to "completely abnormal state” from the comparison result. judge.
  • the abnormality determination processing unit 510 outputs the determination result to the control unit 520, and the control unit 520 sets a flag in the flag storage unit 524 (step S304). Then, the integrated control ECU 600 is notified using the communication unit 505 that the power storage device 300 is in “completely abnormal state” (step S305), and the abnormality determination process is terminated.
  • the current count value of the charge / discharge current of power storage device 300 after power storage device 300 enters a state close to an abnormal state is used.
  • Abnormality detection of the power storage device 300 can be performed, whereby it is possible to accurately detect the abnormality of the power storage device without being affected by the deterioration variation of the power storage element 301 in the power storage device 300.
  • the average value of the charge / discharge current at a predetermined interval is calculated, and the count values are integrated. Therefore, even if a large current flows, the current value at a predetermined interval can be reduced by shortening the interval, thereby making it possible to accurately perform the integration. Therefore, the accuracy of abnormality detection can be further improved by using the accurate count value.
  • counting is performed based on the current value of the charging / discharging current of power storage device 300, but counting may be performed based on the temperature of power storage device 300, or a combination thereof may be used.
  • the interval for calculating the average value of the charge / discharge current in step S302 in FIG. 8 may be set to about 1 second, for example.
  • the power storage device 300 may be set as appropriate according to the use environment and the situation.
  • an abnormality detection device for a power storage device is a device that detects an abnormality in a power storage device configured by connecting a plurality of power storage units including at least one power storage element, The processing for equalizing the variation in capacity or voltage between the power storage units of a plurality of times is performed multiple times.
  • An equalization processing interval calculation unit that calculates a time interval between the other equalization processing executed in step 1 and the completed one equalization processing, and a time interval calculated by the equalization processing interval calculation unit are: An abnormality occurrence warning determination unit that determines that the power storage device is in a state close to an abnormal state when the power storage device is shorter than a time set to be determined to be in a state close to the abnormal state; Occurrence warning judgment part When it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state, an abnormality is detected using at least one of the charge / discharge capacity, the charge capacity, the discharge capacity, and the temperature of the power storage device measured after the determination.
  • An abnormality determination value calculation unit for calculating a determination value, and whether or not the abnormality determination value calculated by the abnormality determination value calculation unit satisfies a condition set to determine that the power storage device is in an abnormal state; And an abnormality determination processing unit that determines that the power storage device is in an abnormal state when the set condition is satisfied.
  • the “power storage unit” refers to power storage element blocks Bl, B2,..., BN composed of at least one power storage element as shown in FIG.
  • the number and connection relationship are not limited to the configuration shown in FIG. 1 as long as they include at least one power storage element.
  • the time interval with the previous equalization processing is calculated, and the time interval is set in advance.
  • the time is shorter than the determined time, first, it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state. Then, only when it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state, whether or not the power storage device is completely in an abnormal state is determined in detail by measuring the charge / discharge capacity of the power storage device. Therefore, it is possible to quickly detect an abnormality occurrence of the power storage device by simply monitoring the abnormal state of the power storage device at all times by calculating the time interval at which the equalization process is executed. Furthermore, when it is determined that the state is close to an abnormal state, it is possible to accurately detect the abnormality of the power storage device by further performing detailed abnormality determination. It becomes ability.
  • the storage unit further includes a storage unit that stores an end time of the one equalization process, and the equalization process interval calculation unit includes the equalization process interval
  • the equalization process interval calculation unit includes the equalization process interval
  • the abnormality determination processing unit calculates a reference value file including a plurality of reference values set according to the type of abnormality determination value calculated by the abnormality determination value calculation unit, and the abnormality determination value calculation unit calculates A comparison unit that receives an abnormality determination value, acquires a reference value corresponding to the input abnormality determination value from the reference value file, and compares the acquired reference value with the input abnormality determination value; And a determination unit that determines whether or not the set condition is satisfied depending on whether or not the input abnormality determination value is equal to or greater than the acquired reference value.
  • the abnormality determination processing unit determines whether or not the abnormality determination processing unit satisfies the set condition depending on whether or not it is equal to or greater than a threshold value! /.
  • the absolute values of the charge current and the discharge current are integrated.
  • the current value can be calculated.
  • the charge / discharge current of the power storage device This is the sum of the count value set to the average value of at least one of the charging current, discharging current, and temperature for each predetermined period, and whether or not the integrated value is greater than or equal to the predetermined reference value. Accordingly, it is preferable that the abnormality determination processing unit determine whether or not the set condition is satisfied! /.
  • the average value of the charge / discharge current and the like for each predetermined period is calculated, and the count value set for each average value is integrated. Even if it flows, it is suppressed from being greatly affected, and integration can be performed more accurately.
  • a plurality of ranges in which at least one average value for each predetermined period among the charging / discharging current, charging current, discharging current, and temperature of the power storage device should be included are provided, and each of the plurality of ranges is included.
  • a count value file in which a count value is set is further provided, and the abnormality determination value calculation unit is an average value for at least one predetermined period of charge / discharge current, charge current, discharge current, and temperature of the power storage device. It is preferable to integrate the count values in a range that includes.
  • the range including the average value for each predetermined period is divided into a plurality, and one count value is set for each range. Therefore, the number of count values can be divided. This is the same as the number of ranges, making it easier to manage the count value.
  • Each value of the abnormality determination value calculated by the abnormality determination value calculation unit and the reference value used by the abnormality determination processing unit is similar to the abnormality occurrence warning determination unit causing the power storage device to be in an abnormal state.
  • the correction is made based on at least one of the following.
  • An abnormality detection method for a power storage device is a method for detecting an abnormality in a power storage device configured by connecting a plurality of power storage units including at least one power storage element.
  • a second step of calculating a time interval between another equalization process executed before the process and the one equalization process completed, and a time interval calculated in the second step is:
  • an abnormality determination is made using at least one of the charge / discharge capacity, the charge capacity, the discharge capacity, and the temperature of the power storage device measured after the determination.
  • each time the equalization processing executed by the equalization processing unit ends the time interval with the previous equalization processing is calculated, and the time interval is set in advance.
  • the time is shorter than the determined time, first, it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state. Then, only when it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state, whether or not the power storage device is completely in an abnormal state is determined in detail by measuring the charge / discharge capacity of the power storage device. Therefore, it is possible to quickly detect an abnormality occurrence of the power storage device by simply monitoring the abnormal state of the power storage device at all times by calculating the time interval at which the equalization process is executed.
  • An abnormality detection program for a power storage device is a program for detecting an abnormality in a power storage device configured by connecting a plurality of power storage units including at least one power storage element.
  • An equalization processing unit that requests a process for equalizing a variation in capacity or voltage between the plurality of power storage units a plurality of times, and when the end of one equalization process is notified, than the one equalization process.
  • An equalization process interval calculation unit that calculates a time interval between the other equalization process that has been executed previously and the notified one equalization process, and a time that is calculated by the equalization process interval calculation unit Abnormality occurrence warning determination for determining that the power storage device is in a state close to an abnormal state when the interval is shorter than a time set as a determination that the power storage device is in a state close to an abnormal state And the abnormality occurrence warning When the determination unit determines that the power storage device is in an abnormal state, at least one of the charge / discharge capacity, the charge capacity, the discharge capacity, and the temperature of the power storage device measured after the determination is determined.
  • the converter is caused to function as an abnormality determination processing unit that determines that the power storage device is in an abnormal state.
  • measured values such as the charge / discharge capacity of the power storage device after it is determined to be close to the abnormality by the time interval of the equalization process are used. Since the detailed abnormality determination is performed, the determination accuracy can be improved as compared to the case where an abnormality occurs in the power storage device and the determination is made using the values measured from the initial state.
  • a computer-readable recording medium recording an abnormality detection program for a power storage device is configured by connecting a plurality of power storage units including at least one power storage element.
  • An abnormality determination value calculation unit that calculates an abnormality determination value by using at least one of the charge / discharge capacity, the charge capacity, the discharge capacity, and the temperature of the power storage device measured at the time, and the abnormality determination value calculation unit calculates When the determined abnormality directly determines whether the power storage device should be determined to be in the abnormal state, the power storage device is in an abnormal state.
  • An abnormality detection program for a power storage device that causes a computer to function as an abnormality determination processing unit that determines that the
  • the time interval with the previous equalization process is calculated every time the equalization process executed by the equalization processing unit is completed, and the time When the interval becomes shorter than the preset time, it is first determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state. Only when it is determined that the power storage device is in a state close to an abnormal state, whether or not the power storage device is completely in an abnormal state is determined. The charge / discharge capacity of the device is measured and determined in detail. Therefore, it is possible to quickly detect an abnormality occurrence of the power storage device by easily monitoring the abnormal state of the power storage device at all times by calculating the time interval at which the equalization process is executed. Further, when it is determined that the state is close to the abnormal state, it is possible to accurately detect the abnormality of the power storage device by further performing detailed abnormality determination.
  • measured values such as the charge / discharge capacity of the power storage device after it is determined to be close to the abnormality by the time interval of the equalization process are used. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the determination by using the force S rather than using a value measured from an initial state where no abnormality has occurred in the power storage device.
  • An abnormality detection device, an abnormality detection method, an abnormality detection program, and a computer-readable recording medium in which an abnormality detection program is recorded in the present invention is effective for a power source and a device that perform equalization processing of the electricity storage device. It has industrial applicability.

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Description

明 細 書
蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法、蓄電装置の異常 検出プログラム及び蓄電装置の異常検出プログラムを記録したコンピュータ読み 取り可能な記録媒体
技術分野
[0001] 本発明は、電源システムに搭載された蓄電装置の異常検出をする蓄電装置の異常 検出装置、蓄電装置の異常検出方法、蓄電装置の異常検出プログラム及び蓄電装 置の異常検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 特に、本発明は、蓄電装置に異常発生の兆候が現れた時点から異常検出を開始す ることで異常検出の精度を向上させる蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常 検出方法、蓄電装置の異常検出プログラム及び蓄電装置の異常検出プログラムを記 録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
背景技術
[0002] 近年、蓄電装置は、例えば太陽電池などの発電装置と組み合わされ、電源システ ムとして利用されること力 Sある。発電装置は、太陽光、風力、水力といった自然エネル ギーを用いて電力を発電する。このような蓄電装置を組み合わせた電源システムは、 余剰な電力を蓄電装置に蓄積し、負荷装置が必要な時に蓄電装置力 電力を供給 することによって、エネルギー効率の向上を図っている。
[0003] 力、かる電源システムの一例としては、太陽光発電システムが挙げられる。太陽光発 電システムでは、太陽光による発電量が負荷装置の消費電力量よりも多い場合には 、余剰電力で蓄電装置に充電が行われる。逆に、発電量が負荷装置の消費電力量 よりも少ない場合には、不足の電力を補うために蓄電装置から放電された電力が負 荷装置に供給される。このように、太陽光発電システムにおいては、従来利用されて いなかった余剰電力を蓄電装置に蓄積できるため、従来の電源システムに比べてェ ネルギー効率を高めることができる。
[0004] また、太陽光発電システムにおいては、余剰電力を効率良く蓄電装置に充電する ため、蓄電装置の充電状態(State Of Charge)を示す残存容量(以下、「SOC」 と呼ぶ。)が 100%にまで増大しないように、また、必要な時に負荷装置に電力を供 給するため、 SOCが 0 (ゼロ)にまで低下しないように、充放電制御が行われている。 具体的には、通常、蓄電装置においては、 SOCが 20〜80%の範囲で推移するよう に制御が行われている。
[0005] このような原理は、エンジンとモータを用いたハイブリット自動車(Hybrid Electric
Vehicle,以下、「HEV」と呼ぶ。)でも利用されている。 HEVは、走行に必要な動 力に対してエンジンからの出力が大きい場合には、余剰の電力で発電機を駆動して 蓄電装置を充電する。また、 HEVは、車両の制動や減速時には、モータを発電機と して利用することで蓄電装置を充電する。
[0006] 最近、夜間電力の有効活用をした負荷平準化電源やプラグインハイブリット車が注 目されている。負荷平準化電源は電力消費が少ないシステムである。電力料金が安 い夜間に蓄電装置に電力を貯蔵し、電力消費がピークとなる日中に貯蔵した電力を 活用する。電力の消費量を平滑化することにより、電力の発電量を一定にし、電力設 備の効率的運用や設備投資の削減に貢献することを目的としている。
[0007] 一方、プラグインノ、イブリット車は夜間電力を活用するものである。燃費が悪い市街 地走行時には蓄電装置から電力を供給する EV走行を主体とし、長距離走行時には エンジンとモータを活用した HEV走行を行う。プラグインハイブリット車はトータルの C Oの排出量の削減を目的としている。
2
[0008] ところで、上記の電源システム等に搭載される蓄電装置は、複数の蓄電素子(単電 池、単位電池等)を直列に接続することによって構成されている。このような蓄電装置 では、個々の蓄電素子に容量ばらつきが生じてしまう場合がある。この場合、蓄電装 置に大電流で深い放電が行われると、容量の小さい蓄電素子が他の素子と比べてよ り過放電されてしまう。その結果、過放電された素子は劣化し、蓄電装置全体の寿命 あ低下することになる。
[0009] このような蓄電装置の寿命劣化を抑制するため、通常、容量ばらつきが発生すると 均等化手段を用いて容量ばらつきを解消するように制御される。し力もながら、蓄電 装置が劣化してくると、容量が減少し、内部抵抗も上昇してしまう。そのため、均等化 を行って容量を揃えても、大電流を流した場合には内部抵抗の上昇により電圧降下 が大きくなり、容易に下限電圧に達してしまう。その結果、蓄電装置の劣化が促進さ れ、電池の安全性を低下させてしまう。このため、蓄電装置の劣化を早期に、且つ、 正確に検出することが重要となってくる力 その検出方法として以下のようなものが提 案されている。
[0010] 例えば、特許文献 1では、電池の劣化を検出する手段として、均等化放電処理後 に所定量の放電を行い、終了後の電圧に基づいて電池の劣化を判定する方法が開 示されている。また、特許文献 2には、電池の累積電流使用量をカウントして、その力 ゥント値が所定値以上になった場合に寿命と判定する方法が開示されている。しかし ながら、上記の判定方法では以下のような不具合を有して!/、た。
[0011] 特許文献 1に開示された方法では、均等化放電処理後にさらに所定量の放電をす るため、蓄電装置の充電状態をより低下させてしまう。そのため、負荷装置に供給で きるエネルギー量 (使用時間)が低下し、蓄電装置の利便性を低下させてしまうという 問題があった。
[0012] 特許文献 2に開示された方法では、電池の累積電流使用量を電池の初期状態から カウントしており、平均的な蓄電素子の異常状態を推測することは可能である。しかし ながら、蓄電素子が異常状態になるまでの期間はその使用環境、使用状況により大 きく左右されてしまうのが一般的である。そのため、複数の蓄電素子からなる蓄電装 置では、その蓄電素子間の劣化ばらつきが電池の初期状態からのカウント値に影響 を与えることになる。したがって、蓄電装置全体の異常状態を精度良く推定すること は困難である。
特許文献 1 :特開 2003— 282156号公報
特許文献 2:特開平 7— 160972号公報
発明の開示
[0013] 本発明の目的は、蓄電装置の異常を早期に、且つ、正確に検出することにより、蓄 電装置の安全性を確保することができる蓄電装置の異常検出装置を提供することで ある。
[0014] 本発明の一局面に従う蓄電装置の異常検出装置は、少なくとも 1つの蓄電素子を 含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の異常を検出する装置であって 、前記複数の蓄電部間の容量または電圧のばらつきを均等化する処理を複数回実 行する均等化処理部と、前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了すると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と前記 1つの均等化 処理との時間間隔を算出する均等化処理間隔算出部と、前記均等化処理間隔算出 部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に近い状態であると判定すベ きとして設定された時間より短くなつた場合に、前記蓄電装置が異常状態に近い状 態であると判定する異常発生警告判定部と、前記異常発生警告判定部が前記蓄電 装置を異常状態に近い状態であると判定した場合に、当該判定以降に測定された 前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放電容量及び温度のうちの少なくとも 1つ を用いて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、前記異常判定値算出部が算 出した異常判定値が、前記蓄電装置が異常状態であると判定すべきとして設定され た条件を満たすか否力、を判定し、当該設定された条件を満たす場合に、前記蓄電装 置が異常状態であると判定する異常判定処理部とを備える。
[0015] 上記の蓄電装置の異常検出装置では、均等化処理部が実行する均等化処理が終 了する度に、先の均等化処理との時間間隔を算出し、その時間間隔があらかじめ設 定した時間よりも短くなつた場合に、まず、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると 判定する。そして、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると判定された場合にのみ 、蓄電装置が完全に異常状態であるか否かを、蓄電装置の充放電容量等を測定し、 詳細に判定する。したがって、均等化処理が実行される時間間隔の算出によって、 常時簡単に蓄電装置の異常状態をモニターすることで、蓄電装置の異常発生の兆 候を早期に見つけることが可能となる。さらに、異常状態に近いと判定した場合には 、詳細な異常判定をさらに行なうことで、蓄電装置の異常を正確に検出することが可 能となる。
[0016] 特に、上記の蓄電装置の異常検出装置では、均等化処理の時間間隔によって異 常に近いと判定された以降における、蓄電装置の充放電容量等の測定値を用いて 詳細な異常判定を行なうので、蓄電装置に異常が発生していない初期状態から測定 された値を用いて判定するよりも、判定の精度を向上させることができる。
図面の簡単な説明 [0017] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る蓄電装置の異常検出装置を備えた電源システム の構成を示す図である。
[図 2]図 2Aは、図 1の異常判定処理部の構成を示す図、図 2Bは、図 2Aの基準値フ アイルを説明するための図である。
[図 3]本発明の実施の形態 1の制御部の構成を示す図である。
[図 4]本発明の実施の形態 1に係る蓄電装置の異常検出方法の処理手順を示すフロ 一チャートである(その 1)。
[図 5]本発明の実施の形態 1に係る蓄電装置の異常検出方法の処理手順を示すフロ 一チャートである(その 2)。
[図 6]本発明の実施の形態 2の制御部の構成を示す図である。
[図 7]図 6のカウント値算出情報ファイルを説明するための図である。
[図 8]本発明の実施の形態 2に係る蓄電装置の異常検出方法の処理手順を示すフロ 一チャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の 図面の記載において、同じ要素または類似する要素には同じまたは類似の符号を付 しており、説明を省略する場合がある。
[0019] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る蓄電装置の異常検出装置を備えた電源シス テムの構成を示す図である。図 1において、本発明の実施の形態 1に係る電源システ ム 10は、太陽光、風力、水力などの自然エネルギーから電力を発電する発電装置 1 00と、発電装置 100からの余剰電力を貯蔵し、その貯蔵された電力を、電力供給に より駆動される負荷装置 200に必要に応じて供給する蓄電装置 300と、蓄電装置 30 0の充放電を制御する充放電制御装置 400と、蓄電装置 300に対し、後述する異常 検出処理する異常検出装置 500と、異常検出装置 500及び充放電制御装置 400に 接続され、電源システム 10全体を制御する統合制御 ECU (Electronic Control Unit) 600と、を備えている。
[0020] 発電装置 100は、例えば太陽光発電装置 (太陽電池)や、風力発電装置、水力発 電装置等の自然エネルギーを活用した発電装置である。エンジンを動力源とする発 電機も含まれる。負荷装置 200は、電力供給により駆動される各種の負荷を含み、周 知の装置以外にも自然エネルギーと発電機 (例えば、燃料電池)での発電を利用し た水素ステーションなども考えられる。
[0021] 蓄電装置 300は、 N個の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNを直列に接続して構成 されている。また、蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNのそれぞれは、複数個の蓄電 素子 301を電気的に直列に接続して構成されている。各蓄電素子 301としては、ニッ ケル水素電池などのアルカリ蓄電池、リチウムイオン電池などの有機電池、及び電気 二重層キャパシタを用いることができる。なお、蓄電素子ブロックの数 N、各蓄電素子 ブロックに含まれる蓄電素子 301の数は、特に限定されるものではない。また、蓄電 装置 300も図 1の構成に限定されるものではない。
[0022] 充放電制御装置 400は、発電装置 100、負荷装置 200及び蓄電装置 300のそれ ぞれに接続され、発電装置 100から蓄電装置 300への充電、及び、蓄電装置 300か ら負荷装置 200への放電を制御する。充放電制御装置 400は、発電装置 100が出 力した電力のうち負荷装置 200に対して余剰となる電力を蓄電装置 300に充電する 。一方、負荷装置 200の消費電流が急激に増大した場合、または、発電装置 100の 発電量が低下して、負荷装置 200から要求される電力が発電装置 100の発電量を 超えた場合、充放電制御装置 400は、その不足分の電力を蓄電装置 300から負荷 装置 200に放電する。
[0023] 充放電制御装置 400による充放電制御は、通常、蓄電装置 300の SOCが 20〜80 %程度の範囲内に入るように行われる。ただし、夜間電力の有効活用をした負荷平 準化電源やプラグインハイブリット車等では、 SOCが 100%の状態まで充電され、負 荷装置 200でエネルギーが必要な時に放電されるように制御される。
[0024] 次に、本発明の実施の形態 1に係る異常検出装置 500について図 1を用いて説明 する。図 1において、異常検出装置 500は、蓄電装置 300の電圧値を測定する電圧 測定部 501と、蓄電装置 300の電流値を測定する電流測定部 502と、蓄電装置 300 の温度を測定する温度測定部 503と、蓄電装置 300の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · · 、 BN間の容量または電圧のばらつきを均等化処理する均等化処理部 504と、蓄電 装置 300の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNを異常判定処理する異常判定処理部 510と、統合制御 ECU600との間での通信を行うための通信部 505と、異常検出装 置 500内の各部を制御する制御部 520と、を有している。
[0025] 電圧測定部 501は、蓄電装置 300の N個の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの それぞれの端子間電圧 V0、 VI、 V2、 · · ·、 VN— 1、 VNを所定の周期で時系列的に 測定する。測定された蓄電素子ブロック毎の端子間電圧をアナログ信号力 デジタ ル信号に変換し、ブロック毎の端子間電圧データ及びそれらの加算値を蓄電装置 3 00の電圧データ VDとして出力する。電圧測定部 501から制御部 520へのデータ出 力は予め定められた周期で行われる。蓄電素子ブロック毎の端子間電圧を時系列に 測定する方法としては、例えばフライングキャパシタ方式が知られている。
[0026] 電流測定部 502は、電流センサ 302を用いて蓄電装置 300の充放電電流 Iを所定 の周期で測定する。測定された充放電電流 Iをアナログ信号からデジタル信号に変 換して、充電方向(+ )と放電方向(一)を示す符号 C (Charge) /Ό (Discharge)と 共に電流データ IDとして出力する。電流測定部 502から制御部 520へのデータ出力 も、電圧測定部 501からのデータ出力と同様、予め定められた周期で行われる。ここ で、電流センサ 302は、抵抗素子、電流変成器などで構成される。
[0027] 温度測定部 503は、蓄電装置 300内に配置された温度センサ 303を用いて蓄電装 置 300内の温度を所定の周期で測定する。測定された温度をアナログ信号からデジ タル信号に変換して温度データ Tとして予め定められた周期で制御部 520へ出力す
[0028] 制御部 520は、電流測定部 502から出力された電流データ IDの積算を所定期間( 例えば、 1日以下の期間)にわたつて行い、積算容量 Qを算出する。この積算の際、 電流データ IDと共に受け取った符号 C/Dが充電方向(+ )を示す場合、電流デー タ IDに充電効率(1よりも小さい係数、例えば 0. 8)を乗算する。制御部 520は、積算 容量 Qを用いて残存容量 SOCを予測して記憶する。
[0029] ここでは、上記のように積算容量 Qを用いて SOCを求めた力 S、本実施の形態はこれ に限るものではない。例えば、電圧データ VDと電流データ IDとの複数のペアデータ を充電方向( + )と放電方向(一)につ!/、て取得し、これらペアデータを直線 (VD - 1 D直線)近似し、その近時直線の電圧切片から無負荷電圧 Voを求める。そして、蓄 電装置 300の内部抵抗及び分極成分による電圧降下を無負荷電圧 Voから減算して 得られた起電力 Vemfを索引として、予め実験により求められている起電力 SOC 特性テーブルを参照して SOCを求めることもできる。さらに、蓄電装置 300の温度が 大きく変化するような用途では、温度測定部 503から出力された温度データ Tを上記 起電力 SOC特性テーブルの補正パラメータとすることもできる。
[0030] 均等化処理部 504は、蓄電装置 300の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの端子 間電圧 V0、 VI、 V2、 · · ·、 VN—1、 VN間のばらつきが大きくなつた場合、制御部 52 0の指示に基づいて、蓄電装置 300の蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNに対して均 等化処理を行う。ここでは、均等化処理部 504は、蓄電素子ブロック間の端子間電圧 のばらつきが大きくなつた場合に、蓄電素子ブロックの端子間電圧を均等化している 1S 蓄電素子ブロックの容量のばらつきが大きくなつた場合に、蓄電素子ブロック間 の容量を均等化しても良い。
[0031] ここで、均等化処理部 504による均等化処理について説明する。図 1に示すように 、蓄電装置 300の各蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNのそれぞれの両端子間には 、放電回路 304が接続されている。放電回路 304は抵抗 305及びスィッチ 306から 構成されており、各スィッチ 306の開閉は均等化処理部 504により制御される。
[0032] 制御部 520は、各蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの端子間電圧の中から最大 電圧値及び最小電圧値を求め、さらにその電圧差を算出する。そして、その電圧差 が所定量発生した場合に、その最小電圧値を目標電圧値に設定する。均等化処理 部 504は、その目標電圧値と各蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの端子間電圧と の差に応じた放電時間をそれぞれ算出する。そして、各蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの放電回路 304のスィッチ 306を、求めた放電時間だけ閉じて放電回路 304 を ON状態とする。それにより、 目標電圧値よりも大きい端子間電圧を持つ蓄電素子 ブロックを抵抗 305により定抵抗放電させる。均等化処理部 504は、各蓄電素子プロ ックの端子間電圧を監視しながら、各ブロックの放電を行ない、その監視時間を計測 することができるタイマを内蔵する。
[0033] 上述の均等化処理は定抵抗放電によるものである力 可変抵抗を用いた処理であ つても良い。逆に、所定電圧まで各蓄電素子ブロックを充電することで均等化を図つ てももちろん構わない。
[0034] 次に、異常検出装置 500の異常判定処理部 510について説明する。図 2Aは、異 常判定処理部 510の構成を示す図、図 2Bは、図 2Aの基準値ファイル 513を説明す るための図である。異常判定処理部 510は、図 2Aに示すように、制御部 520からの 異常判定値を所定の基準値と比較する比較部 511と、比較部 511の比較結果から 蓄電装置 300の異常を判定し、制御部 520に出力する判定部 512と、比較部 511及 び判定部 512のそれぞれと接続し、複数の異常判定値及びそれぞれの異常判定値 に対応する複数の基準値を含む基準値ファイル 513と、力も構成される。基準値ファ ィル 513は、図 2Bに示すように、基準値 (基準値 A、基準値 B、 · · ·)と異常判定値( 総充放電容量、総充電容量、 · · ·)とが対応付けされており、制御部 520からの異常 判定値に応じて基準値が選択される。
[0035] 次に、本発明の実施の形態 1に係る異常検出装置の動作、すなわち、蓄電装置の 異常検出方法について説明する。図 3は、本実施の形態に係る異常検出方法を実 現するために制御部 520が備える構成を示す図である。また、図 4及び図 5は、本実 施の形態に係る異常検出方法の処理手順を示すフローチャートであり、図 4は、制御 部 520及び均等化処理部 504が実行する蓄電装置の均等化処理の手順を示すフロ 一チャート、図 5は、制御部 520及び異常判定処理部 510が実行する蓄電装置の異 常判定処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係る異常検出方法 は、図 4の均等化処理を実施した後、図 5の異常判定処理を行なうものである。
[0036] 最初に、図 3を用いて制御部 520の構成について説明する。制御部 520は、上述し たように、異常検出装置 500内の各部を制御する力 後述する均等化処理及び異常 判定処理を実行するために、例えば次のような構成を備える。すなわち、制御部 520 は、図 3に示すように、蓄電装置 300の均等化処理が終了する毎にその終了時刻を 記憶する均等化処理終了時刻記憶部 521と、均等化処理終了時刻記憶部 521に記 憶された各終了時刻から均等化処理の実行間隔を算出する均等化処理間隔算出部 522と、均等化処理間隔算出部 522の算出結果から蓄電装置 300に異常発生の兆 候が見られるか否かを判定する異常発生警告判定部 523と、異常発生警告判定部 5 23が異常発生の兆候が見られると判定した場合に、異常発生警告を示す先行フラ グ(Pre— Flag)を立てる(Pre— Flag= l)フラグ記憶部 524と、フラグ記憶部 524に 先行フラグが立つと、図 1の電流測定部 502及び温度測定部 503から取得した電流 データ 、温度データ Tに基づいて、異常判定処理で用いられる異常判定値を算出 する異常判定値算出部 525と、を備えればよい。
[0037] 次に、図 3及び図 4を用いて蓄電装置 300の均等化処理手順について説明する。
図 4に示すように、制御部 520は、電圧測定部 501から蓄電装置 300の各蓄電素子 ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの端子間電圧を含む電圧データ VDを時系列的に取得す る(ステップ S101)。制御部 520は、取得した電圧データ VDから各蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNの端子間電圧の最大電圧値及び最小電圧値を求め、求めた最大 電圧値と最小電圧値からそれらの電圧差を算出する (ステップ S 102)。そして、その 電圧差が所定値以上であるか否かを判定する (ステップ S103)。所定値未満であれ ば(ステップ S 103NO)、上記のステップ S101に戻る。
[0038] ステップ S102で算出された電圧差が所定値以上であれば (ステップ S 103YES)、 制御部 520は上記のステップ S 102で求めた最小電圧値を目標電圧値に設定し、均 等化処理部 504に均等化処理の開始を指示する。指示を受けた均等化処理部 504 は、最小端子間電圧の蓄電素子ブロックを除く他のすべての蓄電素子ブロックを放 電することにより均等化処理を開始する。均等化処理部 504は、均等化処理の開始 にあたって、均等化処理対象の蓄電素子ブロックのそれぞれの放電回路 304を ON させる(ステップ SI 04)。
[0039] 均等化処理部 504は、均等化処理開始後、各蓄電素子ブロックの端子間電圧の検 查を開始し (ステップ S105)、同時に内蔵タイマをスタートさせる(ステップ S 106)。そ して、均等化処理部 504は、例えば、図 1の蓄電素子ブロック B1 (カウント数 N= l) 力も端子間電圧の検査を開始する(ステップ S107)。
[0040] 蓄電素子ブロック Blの放電回路 304が ON状態であれば(ステップ S108YES)、 その蓄電素子ブロック B1の端子間電圧が目標電圧値以下となっているか否かを判 定する(ステップ S109)。蓄電素子ブロック Blの端子間電圧が目標電圧値以下とな つていれば(ステップ S 109YES)、均等化処理部 504はブロック B1の放電回路 304 を OFFさせ、ブロック Blからの放電を終了させる(ステップ SI 10)。
[0041] ステップ SI 10において蓄電素子ブロック Blの放電回路 304を OFFさせた後、さら に、ステップ S108においてブロック B1の放電回路が OFF状態であった場合(ステツ プ S108NO)、ステップ S109においてブロック B1の端子間電圧が目標値を上回つ ていた場合(ステップ S109NO)には、均等化処理部 504はカウント数 Nを「1」増加 させ(ステップ S111)、増加後のカウント数 Nが図 1の蓄電素子ブロックの数を超えて V、るか否かを判定する(ステップ S 112)。カウント数 Nが全ブロック数を超えて!/、なけ れば(ステップ S112NO)、再びステップ S108に戻り、ステップ S108〜ステップ S 11 2を繰り返す。
[0042] ステップ S112にお!/、てカウント数 Nが全ブロック数を超えて!/、た場合には(ステップ S 112YES)、ステップ S 106でスタートさせた内蔵タイマの計測時間が所定の時間を 経過しているか否かを判定し (ステップ S 113)、すでに所定の時間を経過していた場 合には(ステップ S 113YES)、均等化処理は終了する。
[0043] ステップ S113で所定の時間を経過して!/、な!/、と判定された場合(ステップ SI 13N 0)、均等化処理対象の蓄電素子ブロックのうち、放電回路 304が ON状態で均等化 処理中のものがあれば (ステップ S114YES)、ステップ S107に戻り、カウント数 N = 1から再びステップ S107〜ステップ S114を繰り返すことになる。
[0044] 一方、すべての放電回路 304が OFF状態で均等化処理中のものがなければ (ステ ップ S 114NO)、制御部 520は均等化処理の終了時刻を均等化処理終了時刻記憶 部 521に記憶すると共に、前回の均等化処理の終了時刻からの間隔 (均等化処理 間隔)を均等化処理間隔算出部 522が算出する (ステップ S 115)。
[0045] 異常発生警告判定部 523は、ステップ S 115で算出された均等化処理間隔が所定 値以下であるか否かを比較し、所定値以下であれば (ステップ S 116YES)、蓄電装 置 300に異常発生の兆候があると判定し、フラグ記憶部 524に先行フラグ (Pre— F1 ag)を立てる(Pre— Flag= l) (ステップ SI 17)。一方、所定値を超えていれば (ステ ップ S 116NO)、蓄電装置 300に異常発生の兆候がないと判定し、処理を終了する 。ステップ S117で先行フラグが立てられた場合に、図 5に示す異常判定処理に進む [0046] 次に、図 3及び図 5を用いて蓄電装置 300の異常判定処理手順について説明する 。図 5に示すように、先行フラグ(Pre— Flag)が立てられると(Pre— Flag= l) (ステツ プ S201YES)、蓄電装置 300に異常発生の兆候がある、すなわち、「異常状態に近 い状態」にあると異常発生警告が発せられたことになる。そして、その異常発生警告 に基づき異常判定処理が開始する。
[0047] 制御部 520の異常判定値算出部 525は、フラグ記憶部 524に先行フラグが立つと 、異常判定処理部 510による異常判定処理で用いられる異常判定値を算出する。本 実施の形態では、電流測定部 502からの電流データ IDを用いて、例えば所定期間 内で蓄電装置 300が充放電される電流値の絶対値を積算し、その総量 (総充放電容 量)を異常判定値として異常判定値算出部 525が算出する (ステップ S202)。
[0048] ここで重要なのは、異常判定値算出部 525が、この総充放電容量を先行フラグが 立った後に測定された蓄電装置 300の電流データ IDを用いて算出する点である。す なわち、本実施の形態では、蓄電装置 300が異常状態近くなつた時点を起算点とし て、その起算点以降で測定された蓄電装置 300の総充放電容量を異常判定値とし ている。このため、蓄電装置 300の初期状態から測定された電流データ IDを用いる 場合と異なり、蓄電装置 300内の蓄電素子 301の劣化ばらつきの影響を受けること が無くなる。したがって、蓄電装置 300の異常検出をより精度良く行なうことが可能と なる。
[0049] 図 5に戻って、ステップ S202で算出された蓄電装置 300の総充放電容量が制御部
520から異常判定処理部 510に出力され、異常判定処理部 510の比較部 511は、 蓄電装置 300の総充放電容量と基準値ファイル 513内の所定の基準値との比較を 行なう(ステップ S203)。ここでは、蓄電装置 300の総充放電容量との比較を行なうた め、例えば図 2Bに示すように、比較部 511は基準値ファイル 513内の基準値 Aを選 択する。基準値 A未満であれば (ステップ S203NO)、異常判定処理を終了する。
[0050] ステップ S203で基準値 A以上であれば(ステップ S203YES)、異常判定処理部 5 10の判定部 512はその比較結果から蓄電装置 300が「異常状態に近い状態」から「 完全な異常状態」に移行したと判定する。異常判定処理部 510はその判定結果を制 御部 520に出力し、制御部 520はフラグ記憶部 524にフラグを立てる(ステップ S204 )。そして、蓄電装置 300が「完全な異常状態」であることを通信部 505を用いて統合 制御 ECU600に通知し(ステップ S205)、異常判定処理を終了する。
[0051] 以上説明したように、本発明の実施の形態 1によれば、最初に蓄電装置 300が「異 常状態に近い状態」になったか否力、を判定し、「異常状態に近い状態」であると判定 された場合にのみ、詳細な異常判定を行なうことができる。それにより、蓄電装置 300 力 異常状態に近い状態」になった以降の蓄電装置 300の総充放電容量を異常判 定値として利用し、蓄電装置 300内の蓄電素子 301の劣化ばらつきの影響を受ける ことなぐ蓄電装置の異常検出を精度良く行なうことが可能となる。
[0052] 本実施の形態では、図 5のステップ S202において先行フラグが立った後に所定期 間内で蓄電装置 300が充放電される電流値の絶対値を積算し、その総量 (総充放電 容量)を異常判定 として算出した力 本発明はこれに限るものではない。例えば、 前回の均等化処理の終了時刻から今回の均等化処理の終了時刻までに蓄電装置 3 00に充放電された充放電容量の絶対値を積算しておき、先行フラグが立った場合の み、その後の積算値を加えるようにしても良い。
[0053] また、本実施の形態では、制御部 520の異常判定 算出部 525が算出する異常 判定値を充放電容量の総和とした力 蓄電装置 300の充電電流の総和、あるいは、 放電電流の総和を異常判定値として利用しても構わない。
[0054] さらに、本実施の形態では、異常判定値算出部 525が算出する異常判定値や基準 値ファイル 513内の基準値を、例えば蓄電装置 300の温度ゃ充放電の電流値を用 いて補正することにより、異常判定値、基準値をより正確なものにすることができる。
[0055] 本実施の形態では、均等化処理の間隔を算出する際、前回の均等化処理との間 隔を用いたが、連続する前回の均等化処理との間隔に限る必要はない。既に実行さ れた均等化処理であれば、 2つ前、 3つ前の均等化処理との間隔であっても構わな い。
[0056] さらに、本実施の形態に係る異常検出方法はプログラムをマイクロコンピュータ上で 実行することで実現してもよい。すなわち、マイクロコンピュータに図 4及び図 5に示す 各処理ステップを実現するための異常検出プログラムをインストールし、その異常検 出プログラムを実行させることで実現可能である。 [0057] この蓄電素子の異常検出プログラムをマイクロコンピュータによって読み込ませ、こ のプログラムを実行することによって、異常検出装置 500の異常検出方法を実現する 。マイクロコンピュータの記憶部にこのプログラムをインストールし、このプログラムをマ イク口コンピュータの演算部(Central Processing Unit: CPU)で実行させればよ い。
[0058] また、図 1の充放電制御装置 400に異常検出装置 500の機能を持たせることも可 能である。この場合、例えば、充放電制御装置 400を構成するマイクロコンピュータ に上記の異常検出プログラムをインストールし、そのプログラムを実行させればよ!/、。 もちろん、異常検出装置 500に充放電制御装置 400の機能を設けても構わない。さ らに、図 1の負荷装置 200に異常検出装置 500の機能を持たせてもよ!/、。
[0059] (実施の形態 2)
次に、本発明の実施の形態 2について説明する。上記の実施の形態 1に係る異常 検出方法は、図 5の異常判定処理のステップ S202において、異常判定処理で用い る異常判定値として蓄電装置 300の総充放電容量を利用するものであった。本実施 の形態は、蓄電装置 300の充放電電流の積算カウント値を異常判定値として利用す るものである。
[0060] 以下、本発明の実施の形態 2に係る異常検出方法について説明する。なお、本実 施の形態に係る異常検出方法の均等化処理については、上記の実施の形態 1と同 様である。したがって、以下では、均等化処理終了後の異常判定処理について説明 するものとする。
[0061] 図 6は、本実施の形態に係る異常検出方法を実現するために制御部 520が備える 構成を示す図であり、図 7は、図 6のカウント値算出情報ファイル 526の内容を説明す るための図である。また、図 8は、制御部 520及び異常判定処理部 510が実行する 蓄電装置の異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
[0062] 最初に、図 6を用いて、本実施の形態 2の制御部 520の構成について説明する。制 御部 520は、蓄電装置 300の均等化処理が終了する毎にその終了時刻を記憶する 均等化処理終了時刻記憶部 521と、均等化処理終了時刻記憶部 521に記憶された 各終了時刻から均等化処理の実行間隔を算出する均等化処理間隔算出部 522と、 均等化処理間隔算出部 522の算出結果から蓄電装置 300に異常発生の兆候が見 られるか否かを判定する異常発生警告判定部 523と、異常発生警告判定部 523が 異常発生の兆候が見られると判定した場合に、異常発生警告を示す先行フラグ (Pre —Flag)を立てる(Pre— Flag= 1)フラグ記憶部 524と、フラグ記憶部 524に先行フ ラグが立つと、図 1の電流測定部 502、温度測定部 503から取得した電流データ ID、 温度データ Tに基づいて、異常判定処理で用いられる異常判定値を算出する異常 判定値算出部 525と、を備える。
[0063] ここまでは図 3の実施の形態 1の制御部 520の構成と同様である力 図 6の実施の 形態 2の制御部 520はさらに、カウント値算出情報ファイル 526を備えている。カウン ト値算出情報ファイル 526は、異常判定値算出部 525が蓄電装置 300の充放電電 流の所定期間の平均値をカウントする際に、各平均値に対して割り当てられたカウン ト値を示すものである。カウント値算出情報ファイル 526には、図 7に示すように、各平 均値が含まれるべき範囲が複数個用意され、各範囲に対してカウント値が設定され ている。異常判定値算出部 525は、各平均値が算出されると、その平均値が含まれ る範囲を特定し、その範囲のカウント値を得る。そして、そのように得られるカウント値 を各平均値が算出される毎に積算し、異常判定値を算出する。
[0064] 次に、本実施の形態に係る異常判定処理手順について説明する。図 8に示すよう に、先行フラグ(Pre— Flag)が立てられると(Pre— Flag= l) (ステップ S301YES) 、蓄電装置 300に異常発生の兆候がある、すなわち、蓄電装置 300が「異常状態に 近い状態」にあると判定し、異常判定処理が開始する。
[0065] 制御部 520の異常判定値算出部 525は、フラグ記憶部 524に先行フラグが立つと 、異常判定処理部 510による異常判定処理で用いられる異常判定値を算出する。本 実施の形態では、電流測定部 502からの電流データ IDを用いて、所定期間ごとに充 放電電流の平均値を算出し、各平均値のカウント値をカウント値算出情報ファイル 52 6から取得し、取得したカウント値を所定の計測時間にわたって積算する(ステップ S3 02)。
[0066] そして、ステップ S302で算出された蓄電装置 300の積算カウント値が制御部 520 力、ら異常判定処理部 510に出力され、異常判定処理部 510の比較部 511は、蓄電 装置 300の積算カウント値と基準値ファイル 513内の所定の基準値との比較を行なう (ステップ S303)。基準値未満であれば (ステップ S303NO)、異常判定処理を終了 する。
[0067] ステップ S303で基準値以上であれば(ステップ S303YES)、判定部 512はその比 較結果から蓄電装置 300が「異常状態に近レ、状態」から「完全な異常状態」に移行し たと判定する。異常判定処理部 510はその判定結果を制御部 520に出力し、制御部 520はフラグ記憶部 524にフラグを立てる(ステップ S304)。そして、蓄電装置 300が 「完全な異常状態」であることを通信部 505を用いて統合制御 ECU600に通知し (ス テツプ S305)、異常判定処理を終了する。
[0068] 以上説明したように、本発明の実施の形態 2によれば、蓄電装置 300が「異常状態 に近い状態」になった以降の蓄電装置 300の充放電電流の電流カウント値を用いて 蓄電装置 300の異常検出を行なうことができ、それにより、蓄電装置 300内の蓄電素 子 301の劣化ばらつきの影響を受けることなぐ蓄電装置の異常検出を精度良く行な うことが実現できる。
[0069] また、本実施の形態によれば、所定の間隔での充放電電流の平均値を算出し、そ のカウント値を積算する。したがって、たとえ大電流が流れても、所定間隔の電流値 はその間隔を短くすることで小さくすることができ、それにより、その積算を正確に行 なうことが可能となる。したがって、その正確なカウント値を用いることで、異常検出の 精度をより向上させること力できる。
[0070] 本実施の形態においては、蓄電装置 300の充放電電流の電流値に基づいてカウ ントしたが、蓄電装置 300の温度に基づいてカウントしても良ぐまた、その併用として も良い。
[0071] 本実施の形態において、図 8のステップ S302で充放電電流の平均値を算出する 間隔としては例えば 1秒程度とすれば良い。もちろん、蓄電装置 300の使用環境およ び状況に応じて適宜設定しても良い。
[0072] また、本実施の形態において、異常判定値算出部 525が算出する異常判定値や 基準値ファイル 513内の基準値を、蓄電装置 300の温度ゃ充放電の電流値を用い て補正することにより、異常判定値、基準値をより正確なものにすることができる。 [0073] 上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち、本発 明の一局面に従う蓄電装置の異常検出装置は、少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄 電部を複数個接続して構成された蓄電装置の異常を検出する装置であって、前記 複数の蓄電部間の容量または電圧のばらつきを均等化する処理を複数回実行する 均等化処理部と、前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了すると、当該 1つの 均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と前記終了した 1つの均等 化処理との時間間隔を算出する均等化処理間隔算出部と、前記均等化処理間隔算 出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に近い状態であると判定す べきとして設定された時間より短くなつた場合に、前記蓄電装置が異常状態に近い 状態であると判定する異常発生警告判定部と、前記異常発生警告判定部が前記蓄 電装置を異常状態に近い状態であると判定した場合に、当該判定以降に測定され た前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放電容量及び温度のうちの少なくとも 1 つを用いて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、前記異常判定値算出部が 算出した異常判定値が、前記蓄電装置が異常状態であると判定すべきとして設定さ れた条件を満たすか否力、を判定し、当該設定された条件を満たす場合に、前記蓄電 装置が異常状態であると判定する異常判定処理部とを備える。ここで、「蓄電部」は、 例えば図 1に示すように、少なくとも 1つの蓄電素子から構成された蓄電素子ブロック Bl、 B2、 · · ·、 BNのことをいうものとする。もちろん、その数や接続関係は図 1の構成 に限定されるものではなぐ少なくとも 1つの蓄電素子を含むものであれば良い。
[0074] 上記の蓄電装置の異常検出装置では、均等化処理部が実行する均等化処理が終 了する度に、先の均等化処理との時間間隔を算出し、その時間間隔があらかじめ設 定した時間よりも短くなつた場合に、まず、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると 判定する。そして、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると判定された場合にのみ 、蓄電装置が完全に異常状態であるか否かを、蓄電装置の充放電容量等を測定し、 詳細に判定する。したがって、均等化処理が実行される時間間隔の算出によって、 常時簡単に蓄電装置の異常状態をモニターすることで、蓄電装置の異常発生の兆 候を早期に見つけることが可能となる。さらに、異常状態に近いと判定した場合には 、詳細な異常判定をさらに行なうことで、蓄電装置の異常を正確に検出することが可 能となる。
[0075] 特に、上記の蓄電装置の異常検出装置では、均等化処理の時間間隔によって異 常に近いと判定された以降における、蓄電装置の充放電容量等の測定値を用いて 詳細な異常判定を行なうので、蓄電装置に異常が発生していない初期状態から測定 された値を用いて判定するよりも、判定の精度を向上させることができる。
[0076] 前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了する度に、当該 1つの均等化処理 の終了時刻を記憶する記憶部をさらに備え、前記均等化処理間隔算出部は、前記 均等化処理部が 1つの均等化処理を終了すると、当該 1つの均等化処理よりも先に 実行された他の 1つの均等化処理の終了時刻を前記記憶部から取得し、当該先に 実行された他の 1つの均等化処理の終了時刻から経過した時間を算出することが好 ましい。
[0077] この構成によれば、 1つの均等化処理の終了時刻を管理することで、均等化処理の 終了時点において、蓄電装置が異常状態に近い状態にあるか否かを判定することが でき、異常状態に近い状態にあると判定した場合には、迅速に次の詳細な異常判定 に移行することが可能となる。
[0078] 前記異常判定処理部は、前記異常判定値算出部が算出する異常判定値の種類に 応じて設定された基準値を複数個含む基準値ファイルと、前記異常判定値算出部が 算出した異常判定値を入力され、当該入力された異常判定値に応じた基準値を前 記基準値ファイルから取得し、当該取得された基準値と前記入力された異常判定値 とを比較する比較部と、前記入力された異常判定値が前記取得された基準値以上で あるか否かに応じて、前記設定された条件を満たすか否かを判定する判定部と、を 備えることが好ましい。
[0079] この構成によれば、異常判定値とその異常判定値の種類に応じた基準値とを比較 するだけで、蓄電装置が異常状態にあるか否かを判定することができるようになる。し たがって、蓄電装置が異常状態にあるか否かの判定を高速に実行することができる。
[0080] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定直は、前記異常発生警告判定部が 前記蓄電装置を異常状態に近い状態にあると判定した以降において、前記蓄電装 置の充放電電流の電流値の絶対値を積算したものであり、当該積算値が所定の基 準値以上であるか否かに応じて、前記異常判定処理部が前記設定された条件を満 たすか否かを判定することが好まし!/、。
[0081] この構成によれば、異常判定値を蓄電装置の充放電電流に基づいて算出する場 合に、充電電流と放電電流の電流値の絶対値を積算するので、充放電電流の総和 の電流値を算出することが可能となる。
[0082] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定直は、前記異常発生警告判定部が 前記蓄電装置を異常状態に近い状態にあると判定した以降において、前記蓄電装 置の充放電電流、充電電流、放電電流及び温度のうちの少なくとも 1つの所定の期 間毎の平均値に設定されたカウント値を積算したものであり、当該積算値が所定の基 準値以上であるか否かに応じて、前記異常判定処理部が前記設定された条件を満 たすか否かを判定することが好まし!/、。
[0083] この構成によれば、所定の期間毎での充放電電流等の平均値を算出し、各平均値 に設定されたカウント値を積算するようにしたので、例えば瞬間的に大電流が流れた 場合であっても、その影響を大きく受けることが抑えられ、積算をより正確に行なうこと ができる。
[0084] 前記蓄電装置の充放電電流、充電電流、放電電流及び温度のうちの少なくとも 1 つの所定の期間毎の平均値が含まれるべき範囲を複数個設け、当該複数の範囲の 各々に対してカウント値を設定したカウント値ファイルをさらに備え、前記異常判定値 算出部は、前記蓄電装置の充放電電流、充電電流、放電電流及び温度のうちの少 なくとも 1つの所定の期間毎の平均値が含まれる範囲のカウント値を積算することが 好ましい。
[0085] この構成によれば、所定期間毎の各平均値の値が含まれる範囲を複数個に分けて 、各範囲に 1つのカウント値を設定しているので、カウント値の数は分けられる範囲の 数と同じとなり、カウント値の管理が容易となる。
[0086] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定値及び前記異常判定処理部が判定 する際に用いる基準値の各々の値は、前記異常発生警告判定部が前記蓄電装置を 異常状態に近い状態にあると判定した以降に測定された、前記蓄電装置を充電又 は放電する電流値、前記蓄電装置の充電状態、及び、前記蓄電装置の温度のうち の少なくとも 1つに基づいて補正されることが好ましい。
[0087] この構成によれば、異常判定値、基準値を蓄電装置の充電状態に合った値に補正 すること力 Sでき、それにより、異常判定の精度を向上させることができる。
[0088] 本発明の他の一局面に従う蓄電装置の異常検出方法は、少なくとも 1つの蓄電素 子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の異常を検出する方法であ つて、前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつきを均等化する処理を複数回 実行する第 1のステップと、前記第 1のステップにおいて 1つの均等化処理が終了す ると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と前記終了 した 1つの均等化処理との時間間隔を算出する第 2のステップと、前記第 2のステップ において算出された時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に近い状態であると判 定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記蓄電装置が異常状態に 近レ、状態であると判定する第 3のステップと、前記第 3のステップにお!/、て前記蓄電 装置が異常状態に近い状態であると判定した場合に、当該判定以降に測定された 前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放電容量及び温度のうちの少なくとも 1つ を用いて異常判定値を算出する第 4のステップと、前記第 4のステップにおいて算出 された異常判定値が、前記蓄電装置が異常状態であると判定すべきとして設定され た条件を満たすか否力、を判定し、当該設定された条件を満たす場合に、前記蓄電装 置が異常状態であると判定する第 5のステップとを含む。
[0089] 上記の蓄電装置の異常検出方法では、均等化処理部が実行する均等化処理が終 了する度に、先の均等化処理との時間間隔を算出し、その時間間隔があらかじめ設 定した時間よりも短くなつた場合に、まず、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると 判定する。そして、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると判定された場合にのみ 、蓄電装置が完全に異常状態であるか否かを、蓄電装置の充放電容量等を測定し、 詳細に判定する。したがって、均等化処理が実行される時間間隔の算出によって、 常時簡単に蓄電装置の異常状態をモニターすることで、蓄電装置の異常発生の兆 候を早期に見つけることが可能となる。さらに、異常状態に近いと判定した場合には 、詳細な異常判定をさらに行なうことで、蓄電装置の異常を正確に検出することが可 能となる。 [0090] また、上記の蓄電装置の異常検出方法では、均等化処理の時間間隔によって異 常に近いと判定された以降における、蓄電装置の充放電容量等の測定値を用いて 詳細な異常判定を行なうので、蓄電装置に異常が発生していない初期状態から測定 された値を用いて判定するよりも、判定の精度を向上させることができる。
[0091] 本発明のさらに他の一局面に従う蓄電装置の異常検出プログラムは、少なくとも 1 つの蓄電素子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の異常を検出す るプログラムであって、前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつきを均等化す る処理を複数回要求する均等化処理部と、 1つの均等化処理の終了が通知されると 、当該 1つの均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と前記通知さ れた 1つの均等化処理との時間間隔を算出する均等化処理間隔算出部と、前記均 等化処理間隔算出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に近い状 態であると判定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記蓄電装置 が異常状態に近い状態であると判定する異常発生警告判定部と、前記異常発生警 告判定部が前記蓄電装置を異常状態に近い状態であると判定した場合に、当該判 定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放電容量及び温度の うちの少なくとも 1つを用いて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、前記異常 判定値算出部が算出した異常判定ィ直が、前記蓄電装置が異常状態であると判定す べきとして設定された条件を満たすか否力、を判定し、当該設定された条件を満たす 場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する異常判定処理部としてコンビュ ータを機能させる。
[0092] 上記の蓄電装置の異常検出プログラムでは、均等化処理部が実行する均等化処 理が終了する度に、先の均等化処理との時間間隔を算出し、その時間間隔があらか じめ設定した時間よりも短くなつた場合に、まず、蓄電装置が異常状態に近い状態に あると判定する。そして、蓄電装置が異常状態に近い状態にあると判定された場合に のみ、蓄電装置が完全に異常状態であるか否かを、蓄電装置の充放電容量等を測 定し、詳細に判定する。したがって、均等化処理が実行される時間間隔の算出によつ て、常時簡単に蓄電装置の異常状態をモニターすることで、蓄電装置の異常発生の 兆候を早期に見つけることが可能となる。さらに、異常状態に近いと判定した場合に は、詳細な異常判定をさらに行なうことで、蓄電装置の異常を正確に検出することが 可能となる。
[0093] また、上記の蓄電装置の異常検出プログラムでは、均等化処理の時間間隔によつ て異常に近いと判定された以降における、蓄電装置の充放電容量等の測定値を用 V、て詳細な異常判定を行なうので、蓄電装置に異常が発生してレ、な!/、初期状態から 測定された値を用いて判定するよりも、判定の精度を向上させることができる。
[0094] 本発明のさらに他の一局面に従う蓄電装置の異常検出プログラムを記録したコンビ ユータ読み取り可能な記録媒体は、少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄電部を複数 個接続して構成された蓄電装置の異常を検出するプログラムを記録したコンピュータ 読み取り可能な記録媒体であって、前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつ きを均等化する処理を複数回要求する均等化処理部と、 1つの均等化処理の終了が 通知されると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と 前記通知された 1つの均等化処理との時間間隔を算出する均等化処理間隔算出部 と、前記均等化処理間隔算出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態 に近い状態であると判定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記 蓄電装置が異常状態に近い状態であると判定する異常発生警告判定部と、前記異 常発生警告判定部が前記蓄電装置を異常状態に近い状態であると判定した場合に 、当該判定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放電容量及 び温度のうちの少なくとも 1つを用いて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、 前記異常判定値算出部が算出した異常判定ィ直が、前記蓄電装置が異常状態である と判定すべきとして設定された条件を満たすか否力、を判定し、当該設定された条件 を満たす場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する異常判定処理部として コンピュータを機能させる蓄電装置の異常検出プログラムを記録する。
[0095] 上記の記録媒体に記録された蓄電装置の異常検出プログラムでは、均等化処理 部が実行する均等化処理が終了する度に、先の均等化処理との時間間隔を算出し 、その時間間隔があらかじめ設定した時間よりも短くなつた場合に、まず、蓄電装置 が異常状態に近い状態にあると判定する。そして、蓄電装置が異常状態に近い状態 にあると判定された場合にのみ、蓄電装置が完全に異常状態であるか否かを、蓄電 装置の充放電容量等を測定し、詳細に判定する。したがって、均等化処理が実行さ れる時間間隔の算出によって、常時簡単に蓄電装置の異常状態をモニターすること で、蓄電装置の異常発生の兆候を早期に見つけることが可能となる。さらに、異常状 態に近いと判定した場合には、詳細な異常判定をさらに行なうことで、蓄電装置の異 常を正確に検出することが可能となる。
[0096] また、上記の記録媒体に記録された蓄電装置の異常検出プログラムでは、均等化 処理の時間間隔によって異常に近いと判定された以降における、蓄電装置の充放電 容量等の測定値を用いて詳細な異常判定を行なうので、蓄電装置に異常が発生し ていない初期状態から測定された値を用いて判定するよりも、判定の精度を向上さ せること力 Sでさる。
産業上の利用可能性
[0097] 本発明における蓄電装置の異常検出装置、異常検出方法、異常検出プログラム及 び異常検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、蓄電装 置の均等化処理を行なう電源、機器に有効であり、産業上の利用可能性を有するも のである。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の 異常を検出する装置であって、
前記複数の蓄電部間の容量または電圧のばらつきを均等化する処理を複数回実 行する均等化処理部と、
前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了すると、当該 1つの均等化処理よりも 先に実行された他の 1つの均等化処理と前記終了した 1つの均等化処理との時間間 隔を算出する均等化処理間隔算出部と、
前記均等化処理間隔算出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に 近い状態であると判定すべきとして設定された時間より短くなつた場合に、前記蓄電 装置が異常状態に近い状態であると判定する異常発生警告判定部と、
前記異常発生警告判定部が前記蓄電装置を異常状態に近い状態であると判定し た場合に、当該判定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放 電容量及び温度のうちの少なくとも 1つを用いて異常判定値を算出する異常判定ィ直 算出部と、
前記異常判定値算出部が算出した異常判定直が、前記蓄電装置が異常状態であ ると判定すべきとして設定された条件を満たすか否かを判定し、当該設定された条件 を満たす場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する異常判定処理部と を備えることを特徴とする蓄電装置の異常検出装置。
[2] 前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了する度に、当該 1つの均等化処理 の終了時刻を記憶する記憶部をさらに備え、
前記均等化処理間隔算出部は、前記均等化処理部が 1つの均等化処理を終了す ると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理の終了時 刻を前記記憶部から取得し、当該先に実行された他の 1つの均等化処理の終了時 刻から経過した時間を算出することを特徴とする請求項 1に記載の蓄電装置の異常 検出装置。
[3] 前記異常判定処理部は、前記異常判定値算出部が算出する異常判定値の種類に 応じて設定された基準値を複数個含む基準値ファイルと、 前記異常判定値算出部が算出した異常判定値を入力され、当該入力された異常 判定値に応じた基準値を前記基準値ファイルから取得し、当該取得された基準値と 前記入力された異常判定値とを比較する比較部と、
前記入力された異常判定値が前記取得された基準値以上であるか否かに応じて、 前記設定された条件を満たすか否力、を判定する判定部と、を備えることを特徴とする 請求項 1又は 2に記載の蓄電装置の異常検出装置。
[4] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定直は、前記異常発生警告判定部が 前記蓄電装置を異常状態に近い状態にあると判定した以降において、前記蓄電装 置の充放電電流の電流値の絶対値を積算したものであり、当該積算値が所定の基 準値以上であるか否かに応じて、前記異常判定処理部が前記設定された条件を満 たすか否かを判定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の蓄電装置の異常検 出装置。
[5] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定ィ直は、前記異常発生警告判定部が 前記蓄電装置を異常状態に近い状態にあると判定した以降において、前記蓄電装 置の充放電電流、充電電流、放電電流及び温度のうちの少なくとも 1つの所定の期 間毎の平均値に設定されたカウント値を積算したものであり、当該積算値が所定の基 準値以上であるか否かに応じて、前記異常判定処理部が前記設定された条件を満 たすか否かを判定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の蓄電装置の異常検 出装置。
[6] 前記蓄電装置の充放電電流、充電電流、放電電流及び温度のうちの少なくとも 1 つの所定の期間毎の平均値が含まれるべき範囲を複数個設け、当該複数の範囲の 各々に対してカウント値を設定したカウント値ファイルをさらに備え、
前記異常判定値算出部は、前記蓄電装置の充放電電流、充電電流、放電電流及 び温度のうちの少なくとも 1つの所定の期間毎の平均値が含まれる範囲のカウント値 を積算することを特徴とする請求項 5に記載の蓄電装置の異常検出装置。
[7] 前記異常判定値算出部が算出する異常判定値及び前記異常判定処理部が判定 する際に用いる基準値の各々の値は、前記異常発生警告判定部が前記蓄電装置を 異常状態に近い状態にあると判定した以降に測定された、前記蓄電装置を充電又 は放電する電流値、前記蓄電装置の充電状態、及び、前記蓄電装置の温度のうち の少なくとも 1つに基づいて補正されることを特徴とする請求項 3に記載の蓄電装置 の異常検出装置。
[8] 少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の 異常を検出する方法であって、
前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつきを均等化する処理を複数回実行 する第 1のステップと、
前記第 1のステップにおいて 1つの均等化処理が終了すると、当該 1つの均等化処 理よりも先に実行された他の 1つの均等化処理と前記終了した 1つの均等化処理との 時間間隔を算出する第 2のステップと、
前記第 2のステップにおいて算出された時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に 近い状態であると判定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記蓄 電装置が異常状態に近い状態であると判定する第 3のステップと、
前記第 3のステップにおいて前記蓄電装置が異常状態に近い状態であると判定し た場合に、当該判定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放 電容量及び温度のうちの少なくとも 1つを用いて異常判定 を算出する第 4のステツ プと、
前記第 4のステップにおいて算出された異常判定直が、前記蓄電装置が異常状態 であると判定すべきとして設定された条件を満たすか否かを判定し、当該設定された 条件を満たす場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する第 5のステップと を含むこと特徴とする蓄電装置の異常検出方法。
[9] 少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の 異常を検出するプログラムであって、
前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつきを均等化する処理を複数回要求 する均等化処理部と、
1つの均等化処理の終了が通知されると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行さ れた他の 1つの均等化処理と前記通知された 1つの均等化処理との時間間隔を算出 する均等化処理間隔算出部と、 前記均等化処理間隔算出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に 近い状態であると判定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記蓄 電装置が異常状態に近い状態であると判定する異常発生警告判定部と、
前記異常発生警告判定部が前記蓄電装置を異常状態に近い状態であると判定し た場合に、当該判定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放 電容量及び温度のうちの少なくとも 1つを用いて異常判定値を算出する異常判定ィ直 算出部と、
前記異常判定値算出部が算出した異常判定直が、前記蓄電装置が異常状態であ ると判定すべきとして設定された条件を満たすか否かを判定し、当該設定された条件 を満たす場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する異常判定処理部として コンピュータを機能させることを特徴とする蓄電装置の異常検出プログラム。
少なくとも 1つの蓄電素子を含む蓄電部を複数個接続して構成された蓄電装置の 異常を検出するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって 前記複数の蓄電部間の容量又は電圧のばらつきを均等化する処理を複数回要求 する均等化処理部と、
1つの均等化処理の終了が通知されると、当該 1つの均等化処理よりも先に実行さ れた他の 1つの均等化処理と前記通知された 1つの均等化処理との時間間隔を算出 する均等化処理間隔算出部と、
前記均等化処理間隔算出部が算出した時間間隔が、前記蓄電装置が異常状態に 近い状態であると判定すべきとして設定された時間よりも短くなつた場合に、前記蓄 電装置が異常状態に近い状態であると判定する異常発生警告判定部と、
前記異常発生警告判定部が前記蓄電装置を異常状態に近い状態であると判定し た場合に、当該判定以降に測定された前記蓄電装置の充放電容量、充電容量、放 電容量及び温度のうちの少なくとも 1つを用いて異常判定値を算出する異常判定ィ直 算出部と、
前記異常判定値算出部が算出した異常判定直が、前記蓄電装置が異常状態であ ると判定すべきとして設定された条件を満たすか否かを判定し、当該設定された条件 を満たす場合に、前記蓄電装置が異常状態であると判定する異常判定処理部として コンピュータを機能させることを特徴とする蓄電装置の異常検出プログラムを記録し たコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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