WO2013114468A1 - 蓄電システム - Google Patents

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WO2013114468A1
WO2013114468A1 PCT/JP2012/000750 JP2012000750W WO2013114468A1 WO 2013114468 A1 WO2013114468 A1 WO 2013114468A1 JP 2012000750 W JP2012000750 W JP 2012000750W WO 2013114468 A1 WO2013114468 A1 WO 2013114468A1
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WO
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current
power storage
battery
internal resistance
full charge
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PCT/JP2012/000750
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English (en)
French (fr)
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高橋　賢司
勇二 西
裕之 海谷
木村　健治
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トヨタ自動車株式会社
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Priority to CN201280067499.7A priority patent/CN104054214B/zh
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Priority to JP2013556038A priority patent/JP5811193B2/ja
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage system that determines an operating state of a current breaker in a power storage block in which a plurality of power storage elements each having a current breaker are connected in parallel.
  • the value of the current flowing through the battery in which the current breaker is not operating varies depending on the number of operating current breakers. Specifically, when the number of operation of the current breaker increases, the value of the current flowing through the battery in which the current breaker is not operating increases, and the current load on the battery increases.
  • the power storage system includes a plurality of power storage blocks and a controller that determines the state of each power storage block.
  • the plurality of power storage blocks are connected in series, and each power storage block has a plurality of power storage elements connected in parallel.
  • Each power storage element has a current breaker that blocks a current path inside the power storage element.
  • the controller acquires at least one parameter of the internal resistance and the full charge capacity of each power storage block.
  • the controller uses the rate of change between the acquired parameter and the reference value to identify the number of current breakers (number of breaks) that are in a break state in each power storage block.
  • the reference value is a parameter value in a power storage block that does not include a current breaker that is in a cut-off state.
  • the parameter change rate changes according to the number of current breakers in the interrupted state. For example, when the current breaker is activated, the internal resistance of the power storage block including the current breaker in the cut-off state becomes higher than the internal resistance (reference value) of the power storage block not including the current breaker in the cut-off state. And the change rate of internal resistance changes according to the number of the current breakers in a interruption
  • the number of interruptions can be specified from the rate of change.
  • the number of interruptions it is possible to specify the value of the current flowing through the power storage element of each power storage block, and to control charging / discharging of the power storage block so that the current load on the power storage element does not increase.
  • the value of the current flowing through the power storage elements increases as the number of interruptions increases. Therefore, in order to suppress an increase in the current load on the storage element, it is necessary to grasp the number of interruptions.
  • the number of intercepts can be specified using the rate of change between the current parameter and the past parameter as the reference value.
  • the past parameter is a parameter of the power storage block that does not include the current breaker in the cut-off state. With the passage of time, it is possible to continue acquiring the parameters of each power storage block and calculate the parameter change rate using the past and current parameters.
  • the plurality of power storage blocks include a power storage block including a current breaker in a cut-off state (referred to as a first power storage block) and a power storage block not including a current circuit breaker in a cut-off state (referred to as a second power storage block). Often mixed. Therefore, the number of interruptions can be specified by using the change rate calculated from the parameter of the first power storage block and the parameter of the second power storage block.
  • a parameter that changes according to the deterioration of the storage block and is specified in advance can be used as the reference value. Changes in the parameters accompanying the deterioration of the storage block can be specified in advance by experiments.
  • the parameter of the power storage block including the current breaker in the operating state is deviated from the parameter that changes according to the deterioration of the power storage block. Therefore, the number of interruptions can be specified by calculating the rate of change using these parameters.
  • the internal resistance of each power storage block is acquired, and when the acquired internal resistance is higher than the internal resistance accompanying the deterioration of the power storage block, the number of interruptions can be specified. Since the internal resistance of the power storage block including the current breaker in the cut-off state is higher than the internal resistance due to deterioration, the number of cut-offs can be specified after confirming the relationship between these internal resistances.
  • the full charge capacity of each power storage block is acquired, and when the acquired full charge capacity is lower than the full charge capacity due to deterioration of the power storage block, the number of interruptions can be specified. Since the full charge capacity of the power storage block including the current breaker in the cut-off state is lower than the full charge capacity due to deterioration, the number of cut-offs can be specified after confirming the relationship between these full charge capacities .
  • the value of the internal resistance the value of the voltage change amount that changes according to the change of the internal resistance of each power storage block can be used. Since the plurality of power storage blocks are connected in series, the current values flowing through the power storage blocks are equal. Therefore, the internal resistance of each power storage block is proportional to the voltage change amount of each power storage block, and the voltage change amount can be used instead of the internal resistance.
  • the allowable range based on 1 can be set by taking into account the error of the change rate regarding the internal resistance and the full charge capacity.
  • a fuse As the current breaker, a fuse, a PTC element, or a current cutoff valve can be used.
  • the fuse interrupts the current path by fusing.
  • the PTC element cuts off the current path due to an increase in resistance accompanying a temperature rise.
  • the current cutoff valve is deformed in response to an increase in the internal pressure of the power storage element and cuts off the current path.
  • the second invention of the present application is a method for determining the states of a plurality of storage blocks connected in series, each having a plurality of storage elements connected in parallel.
  • Each power storage element has a current breaker that blocks a current path inside the power storage element.
  • At least one parameter of internal resistance and full charge capacity of each power storage block is acquired. Then, using the rate of change between the acquired parameter and the reference value, the number of current circuit breakers (number of interruptions) in the interruption state is specified in each power storage block. Also in the second invention of the present application, the same effect as that of the first invention of the present application can be obtained.
  • Example 2 It is a figure which shows the structure of a battery system. It is a figure which shows the structure of an assembled battery. It is a figure which shows the structure of a cell.
  • Example 1 it is a flowchart which shows the process which specifies the interruption
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery system.
  • the battery system of this embodiment is mounted on a vehicle.
  • Vehicles include hybrid cars and electric cars.
  • the hybrid vehicle includes an engine or a fuel cell as a power source for running the vehicle in addition to the assembled battery described later.
  • the electric vehicle includes only an assembled battery described later as a power source for running the vehicle.
  • the system main relay SMR-B is provided on the positive line PL connected to the positive terminal of the assembled battery 10. System main relay SMR-B is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40.
  • a system main relay SMR-G is provided on the negative electrode line NL connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10. System main relay SMR-G is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40.
  • System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in parallel to system main relay SMR-G.
  • System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in series.
  • System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40.
  • the current limiting resistor R is used to suppress an inrush current from flowing when the assembled battery 10 is connected to a load (specifically, a booster circuit 32 described later).
  • the controller 40 When connecting the assembled battery 10 to a load, the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-P from off to on. As a result, a current can flow through the current limiting resistor R, and an inrush current can be suppressed.
  • the controller 40 switches the system main relay SMR-P from on to off. Thereby, connection of the assembled battery 10 and load is completed, and the battery system shown in FIG. 1 will be in a starting state (Ready-On).
  • the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off. Thereby, the operation of the battery system shown in FIG. 1 is stopped.
  • the booster circuit 32 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 33. Further, the booster circuit 32 can step down the output voltage of the inverter 33 and output the lowered power to the assembled battery 10.
  • the booster circuit 32 operates in response to a control signal from the controller 40. In the battery system of this embodiment, the booster circuit 32 is used, but the booster circuit 32 may be omitted.
  • the inverter 33 converts the DC power output from the booster circuit 32 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 34.
  • the inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32.
  • the motor generator 34 for example, a three-phase AC motor can be used.
  • the motor / generator 34 receives AC power from the inverter 33 and generates kinetic energy for running the vehicle. When the vehicle is driven using the output power of the assembled battery 10, the kinetic energy generated by the motor / generator 34 is transmitted to the wheels.
  • the motor / generator 34 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power).
  • the inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32.
  • the booster circuit 32 outputs the electric power from the inverter 33 to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.
  • FIG. 2 shows the configuration of the assembled battery 10.
  • the assembled battery 10 has a plurality of battery blocks (corresponding to power storage blocks) 11 connected in series. By connecting a plurality of battery blocks 11 in series, the output voltage of the assembled battery 10 can be secured.
  • the number of battery blocks 11 can be appropriately set in consideration of the voltage required for the assembled battery 10.
  • Each battery block 11 has a plurality of single cells (corresponding to power storage elements) 12 connected in parallel. By connecting a plurality of single cells 12 in parallel, the full charge capacity of the battery block 11 (the assembled battery 10) can be increased, and the distance when the vehicle is driven using the output of the assembled battery 10 can be increased. it can.
  • the number of single cells 12 constituting each battery block 11 can be appropriately set in consideration of the full charge capacity required for the assembled battery 10.
  • each battery block 11 Since the plurality of battery blocks 11 are connected in series, an equal current flows through each battery block 11.
  • a plurality of unit cells 12 are connected in parallel, so that the current value flowing through each unit cell 12 is the current value flowing through the battery block 11 by the number of unit cells 12 constituting the battery block 11.
  • the current value is divided by (total). Specifically, when the total number of single cells 12 constituting the battery block 11 is N and the current value flowing through the battery block 11 is Is, the current value flowing through each single cell 12 is Is / N. .
  • variations in internal resistance do not occur in the plurality of single cells 12 constituting the battery block 11.
  • a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used.
  • An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery.
  • a 18650 type battery can be used as the single battery 12.
  • the 18650 type battery is a so-called cylindrical battery, which has a diameter of 18 [mm] and a length of 65.0 [mm].
  • a battery case is formed in a cylindrical shape, and a power generation element for charging and discharging is accommodated in the battery case. The configuration of the power generation element will be described later.
  • the cell 12 includes a power generation element 12a and a current breaker 12b as shown in FIG.
  • the power generation element 12 a and the current breaker 12 b are accommodated in a battery case that constitutes the exterior of the unit cell 12.
  • the power generation element 12a is an element that performs charging and discharging, and includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the positive electrode plate includes a current collector plate and a positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate.
  • the negative electrode plate has a current collector plate and a negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate.
  • the positive electrode active material layer includes a positive electrode active material and a conductive agent
  • the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and a conductive agent.
  • the current collector plate of the positive electrode plate can be made of aluminum, and the current collector plate of the negative electrode plate can be made of copper.
  • the positive electrode active material for example, LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 can be used, and as the negative electrode active material, for example, carbon can be used.
  • An electrolyte solution is infiltrated into the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer.
  • a solid electrolyte layer may be disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the current breaker 12b is used to cut off the current path inside the unit cell 12. That is, when the current breaker 12b operates, the current path inside the unit cell 12 is cut off.
  • a fuse for example, a fuse, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, or a current cut-off valve can be used. These current breakers 12b can be used individually or in combination.
  • the fuse as the current breaker 12b is blown according to the current flowing through the fuse.
  • the current path inside the unit cell 12 can be mechanically interrupted. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 12a, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a).
  • the fuse as the current breaker 12b can be accommodated in the battery case or can be provided outside the battery case. Even when a fuse is provided outside the battery case, a fuse is provided for each unit cell 12, and the fuse is connected in series with each unit cell 12.
  • the PTC element as the current breaker 12b is arranged in the current path of the unit cell 12, and increases the resistance according to the temperature rise of the PTC element.
  • the temperature of the PTC element rises due to Joule heat.
  • the resistance of the PTC element increases as the temperature of the PTC element rises, current can be cut off in the PTC element. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 12a, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a).
  • the current cut-off valve as the current breaker 12b is deformed in accordance with the increase in the internal pressure of the unit cell 12, and can cut off the current path inside the unit cell 12 by breaking the mechanical connection with the power generation element 12a. it can.
  • the inside of the unit cell 12 is in a sealed state, and when gas is generated from the power generation element 12a due to overcharging or the like, the internal pressure of the unit cell 12 increases.
  • the unit cell 12 (power generation element 12a) is in an abnormal state.
  • the mechanical connection with the power generation element 12a can be broken by deforming the current cutoff valve in response to the increase in the internal pressure of the unit cell 12. Thereby, it can block
  • the monitoring unit 20 shown in FIG. 1 detects the voltage of each battery block 11 and outputs the detection result to the controller 40.
  • the current sensor 31 detects the value of the current flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. For example, when the assembled battery 10 is being discharged, a positive value can be used as the current value detected by the current sensor 31. Further, when the battery pack 10 is being charged, a negative value can be used as the current value detected by the current sensor 31.
  • the current sensor 31 only needs to be able to detect the value of the current flowing through the assembled battery 10 and can be provided not on the positive electrode line PL but on the negative electrode line NL. A plurality of current sensors 31 can also be used. In consideration of cost, physique, etc., it is desirable to provide one current sensor 31 for one assembled battery 10 as in this embodiment.
  • the controller 40 has a built-in memory 41, and the memory 41 stores a program for operating the controller 40 and specific information.
  • the memory 41 can also be provided outside the controller 40.
  • the process shown in FIG. 4 is performed at a predetermined cycle and executed by the controller 40.
  • the process shown in FIG. 4 is performed for each battery block 11.
  • step S101 the controller 40 acquires the internal resistance or full charge capacity of each battery block 11.
  • Information about the acquired internal resistance or full charge capacity is stored in the memory 41.
  • a known method can be used as appropriate.
  • a method (an example) of acquiring the internal resistance of the battery block 11 will be described.
  • the controller 40 can acquire the current value of the battery block 11 based on the output of the current sensor 31. Further, the controller 40 can acquire the voltage value of the battery block 11 based on the output of the monitoring unit 20. As shown in FIG. 5, the relationship between the acquired current value and voltage value is plotted in a coordinate system in which the horizontal axis is the current value and the vertical axis is the voltage value. Then, an approximate straight line L is calculated based on the plotted points. The slope of the approximate straight line L becomes the internal resistance of the battery block 11.
  • the SOC State of Charge
  • the SOC indicates the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity of the battery block 11.
  • the relationship between the current value and the voltage value is a linear relationship as shown in FIG. If the SOC of the battery block 11 changes while acquiring the current value and the voltage value, the relationship between the current value and the voltage value does not become a linear relationship, but the slope of the straight line L, in other words, the battery block. 11 is difficult to specify the internal resistance.
  • the SOC of the battery block 11 is calculated (estimated) at different timings.
  • the SOC calculated at the previous timing is called a start SOC
  • the SOC calculated at the later timing is called an end SOC.
  • a known method for calculating the SOC a known method can be appropriately used. For example, since SOC and OCV (Open Circuit Voltage) have a correspondence relationship, if this correspondence relationship is specified in advance, the SOC can be specified from the OCV.
  • OCV Open Circuit Voltage
  • a known method can be used as appropriate. For example, if the assembled battery 10 is left as it is, in other words, if the assembled battery 10 is not charged / discharged, the polarization state of the unit cell 12 can be eliminated. For this reason, if the voltage of the battery block 11 when the polarization state is eliminated is obtained, this voltage value can be regarded as OCV. Specifically, when starting the battery system after leaving the assembled battery 10, the voltage of the battery block 11 is detected by the monitoring unit 20 immediately after starting the battery system. The voltage detected by the monitoring unit 20 can be regarded as the OCV of the battery block 11.
  • the current value flowing through the battery block 11 is integrated until the SOC of the battery block 11 changes from the start SOC to the end SOC to calculate the integrated value Ie.
  • the current value flowing through the battery block 11 can be acquired by the current sensor 31.
  • the controller 40 can calculate the full charge capacity of the battery block 11 based on the following formula (1).
  • Equation (1) Smax represents the full charge capacity of the battery block 11, and Ie represents the current integrated value.
  • SOC (1) indicates the start SOC, and SOC (2) indicates the end SOC.
  • step S102 the controller 40 calculates a resistance change rate based on the internal resistance acquired in step S101 at each of the times t1 and t2.
  • the resistance change rate can be calculated based on the following formula (2).
  • the controller 40 calculates the capacity change rate based on the full charge capacity acquired in step S101 at each of the times t1 and t2.
  • the capacity change rate can be calculated based on the following formula (3).
  • Rr represents a resistance change rate.
  • R1 indicates the internal resistance acquired at time t1, and R2 indicates the internal resistance acquired at time t2.
  • Sr represents a capacity change rate. S1 indicates the full charge capacity acquired at time t1, and S2 indicates the full charge capacity acquired at time t2.
  • Times t1 and t2 are different timings.
  • the time t2 can be the current timing when the internal resistance or the full charge capacity is acquired.
  • the time t1 can be the previous timing when the internal resistance or the full charge capacity is acquired. That is, time t1 is a timing before time t2.
  • the time t1 may be the latest timing with respect to the time t2, or may be a timing before the latest timing.
  • the time t1 may be any timing as long as it is before the time t2, and can be set as appropriate.
  • Information about the internal resistance or the full charge capacity acquired at the timing before time t1 can be deleted from the memory 41. By deleting unnecessary information, the capacity of the memory 41 can be secured.
  • step S103 the controller 40 determines whether or not the interval between the times t1 and t2 is within a predetermined period T.
  • the predetermined period T can be determined based on the speed at which the deterioration of the battery block 11 proceeds.
  • a method for determining the predetermined period T will be described.
  • the change in internal resistance and the change in full charge capacity when the battery block 11 (unit cell 12) deteriorates can be obtained in advance by experiments.
  • the wear deterioration is deterioration caused by wear of members (particularly the power generation element 12a) constituting the battery block 11 (unit cell 12).
  • the change in internal resistance with time can be acquired in advance.
  • the change in internal resistance with time can be obtained as a curve C1 shown in FIG.
  • the internal resistance of the battery block 11 increases as time passes, in other words, as the wear deterioration of the battery block 11 progresses.
  • a change with time of the full charge capacity can be acquired beforehand.
  • the change with time of the full charge capacity can be acquired as a curve C2 shown in FIG. As shown in FIG. 7, as time elapses, in other words, as the wear deterioration of the battery block 11 progresses, the full charge capacity of the battery block 11 decreases.
  • the internal resistance acquired at each of the times t1 and t2 is located on the curve C1 indicating the change over time of the internal resistance in FIG. It will be.
  • the current breaker 12b when the current breaker 12b is activated, no current flows through the unit cell 12 including the current breaker 12b in the activated state. Therefore, immediately after the current breaker 12b is activated, Internal resistance increases. That is, the internal resistance of the battery block 11 when the current breaker 12b is activated is higher than the internal resistance corresponding to wear deterioration.
  • the period when the internal resistance increases by a predetermined amount with respect to the internal resistance at time t1 due to wear deterioration of the battery block 11 can be specified in advance.
  • the internal resistance at time t2 is increased by a predetermined amount with respect to the internal resistance at time t1
  • the battery block 11 has not only increased internal resistance due to wear deterioration but also current. It can be determined that an increase in internal resistance due to the operation of the circuit breaker 12b has occurred.
  • the internal resistance of the battery block 11 gradually increases, whereas when the current breaker 12b is activated, the internal resistance of the battery block 11 rapidly increases. Therefore, when the internal resistance of the battery block 11 increases by a predetermined amount in a period sufficiently shorter than the period until the internal resistance of the battery block 11 increases by a predetermined amount due to wear deterioration, the current breaker 12b is activated. Can be determined. By monitoring this time interval, it can be determined whether or not the current breaker 12b is operating.
  • the internal resistance of the battery block 11 becomes 1.1 times when half a year has elapsed from time t1 based on the curve C1 shown in FIG.
  • the internal resistance of the battery block 11 becomes 1.1 times between the time t1 and the time t2 even though the interval between the time t1 and the time t2 shown in FIG. 6 is within one month, It can be determined that the current breaker 12b is operating.
  • the full charge capacity acquired at each of the times t1 and t2 is a curve C2 showing the change over time of the full charge capacity in FIG. Will be located on top.
  • the full charge capacity of the battery block 11 is the sum of the full charge capacities of the plurality of single cells 12.
  • the full charge capacity of the battery block 11 is the amount of the unit cell 12 in which no current flows. descend. That is, the full charge capacity of the battery block 11 when the current breaker 12b is activated is lower than the full charge capacity corresponding to wear deterioration.
  • the full charge capacity of the battery block 11 gradually decreases, whereas when the current breaker 12b is activated, the full charge capacity of the battery block 11 rapidly decreases. Therefore, when the full charge capacity of the battery block 11 decreases by a predetermined amount in a period sufficiently shorter than the period until the full charge capacity of the battery block 11 decreases by a predetermined amount due to wear deterioration, the current breaker 12b is activated. It can be determined that it is. By monitoring this time interval, it can be determined whether or not the current breaker 12b is operating.
  • the full charge capacity of the battery block 11 becomes 0.9 times when half a year has elapsed from time t1 based on the curve C2 shown in FIG.
  • the full charge capacity of the battery block 11 becomes 0.9 times between the time t1 and the time t2 even though the interval between the time t1 and the time t2 shown in FIG. 7 is within one month. It can be determined that the current breaker 12b is operating.
  • the predetermined period T is a period when the resistance change rate or the capacity change rate acquired in step S102 is generated only by wear deterioration. Specifically, the predetermined period T is a period until the rate of increase in internal resistance (the resistance change rate acquired in step S102) from time t1 to time t2 is generated, and the curve C1 shown in FIG. It is a period specified from Further, the predetermined period T is a period until the rate of decrease of the full charge capacity from the time t1 to the time t2 (capacity change rate acquired in step S102) occurs, and is specified from the curve C2 shown in FIG. It is a period.
  • the controller 40 determines in the battery block 11 that the current breaker 12b is not operating.
  • the process proceeds to step S104. That is, when the interval between the times t1 and t2 is within the predetermined period T, the controller 40 determines that the current breaker 12b is operating in the battery block 11.
  • step S104 the controller 40 specifies the number of current breakers 12b in the operating state (referred to as the number of breaks) based on the resistance change rate Rr or the capacity change rate Sr calculated in step S102.
  • the internal resistance of the battery block 11 before the current breaker 12b is activated is Ra and the internal resistance of the battery block 11 after the current breaker 12b is activated is Rb
  • the internal resistances Ra and Rb are expressed by the following formula (4 ).
  • the full charge capacity of the battery block 11 before the current breaker 12b is operated is Sa and the full charge capacity of the battery block 11 after the current breaker 12b is operated is Sb
  • the full charge capacities Sa and Sb are And has the relationship shown in the following formula (5).
  • N represents the number of the unit cells 12 constituting each battery block 11, in other words, the number of the unit cells 12 connected in parallel.
  • m indicates the total number (the number of interruptions) of the current breakers 12b in the operating state in each battery block 11. Since the current breaker 12b is provided in each unit cell 12, the number of breaks m is the total number of the unit cells 12 having the current breaker 12b in the operating state. In the battery block 11, when all the current breakers 12b are not operating, the breaking number m is zero.
  • the internal resistance of the battery block 11 is increased according to the number of current breakers 12b in the activated state. That is, as shown in Expression (4), the internal resistance Rb of the battery block 11 after the current breaker 12b is activated is N with respect to the internal resistance Ra of the battery block 11 before the current breaker 12b is activated. / (Nm) times. Since the value of “N / (N ⁇ m)” is a value larger than 1, the internal resistance Rb is higher than the internal resistance Ra.
  • the full charge capacity of the battery block 11 is reduced according to the number of current breakers 12b in the activated state. That is, as shown in Expression (5), the full charge capacity Sb of the battery block 11 after the current breaker 12b is activated is compared with the full charge capacity Sa of the battery block 11 before the current breaker 12b is activated. , (N ⁇ m) / N times. Since the value of “(N ⁇ m) / N” is a value smaller than 1, the full charge capacity Sb is lower than the full charge capacity Sa.
  • Expression (4) and Expression (5) are modified, they can be expressed by Expression (6) and Expression (7).
  • a range (allowable value ⁇ 1) in which the error is allowed is determined in advance, and the cutoff number m can be calculated in consideration of the allowable value ⁇ 1.
  • the value “N / (N ⁇ m)” is calculated while changing the number m. Then, it is determined whether or not the resistance change rate Rr is included in the allowable range.
  • the value obtained by adding the allowable value ⁇ 1 to the calculated value “N / (N ⁇ m)” is set as the upper limit value of the allowable range, and the value obtained by subtracting the allowable value ⁇ 1 from the calculated value “N / (N ⁇ m)” Can be set as the lower limit of the allowable range.
  • the number m at this time can be the total number of the current breakers 12b in the operating state.
  • the allowable value ⁇ 1 can be changed according to the number N. That is, the allowable value ⁇ 1 can be reduced as the number N increases. In other words, the allowable value ⁇ 1 can be increased as the number N decreases.
  • the allowable value ⁇ 1 may be determined in advance based on the number N.
  • a range (allowable value ⁇ 2) in which the error is allowed is determined in advance, and the cutoff number m can be calculated in consideration of the allowable value ⁇ 2.
  • the value “(N ⁇ m) / N” is calculated while changing the number m. Then, it is determined whether or not the capacity change rate Sr is included in the allowable range.
  • the value obtained by adding the allowable value ⁇ 2 to the calculated value “(N ⁇ m) / N” is used as the upper limit value of the allowable range, and the value obtained by subtracting the allowable value ⁇ 2 from the calculated value “(N ⁇ m) / N” Can be set as the lower limit of the allowable range.
  • the number m at this time can be the total number of the current breakers 12b in the operating state.
  • the allowable value ⁇ 2 can be changed according to the number N. That is, the allowable value ⁇ 2 can be reduced as the number N increases. In other words, the allowable value ⁇ 2 can be increased as the number N decreases.
  • the allowable value ⁇ 2 may be determined in advance based on the number N.
  • either the resistance change rate Rr or the capacitance change rate Sr can be considered, or both the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr can be considered.
  • the resistance change rate Rr is calculated from the internal resistances R1 and R2 acquired at the times t1 and t2, and the cutoff number m is calculated from the resistance change rate Rr.
  • the present invention is not limited to this.
  • the resistance change rate Rr is calculated from the internal resistance of the battery block 11 acquired at a predetermined time and the internal resistance at a predetermined time specified from the change over time of the internal resistance obtained in advance (curve C1 in FIG. 6). can do. That is, in the process of step S101, the internal resistance of the battery block 11 is acquired, and the internal resistance at the same time as when the process of step S101 is performed is specified from the curve C1 in FIG.
  • the internal resistance specified from the curve C1 in FIG. 6 can be used as R1 shown in Expression (2).
  • the internal resistance acquired by the process of step S101 can be used as R2 shown in Formula (2). If the resistance change rate Rr can be calculated, the cutoff number m can be calculated by the method described in this embodiment.
  • the capacity change rate Sr is calculated from the full charge capacities S1 and S2 acquired at the times t1 and t2, and the cutoff number m is calculated from the capacity change rate Sr.
  • the present invention is not limited to this. .
  • the capacity change rate from the full charge capacity of the battery block 11 acquired at a predetermined time and the full charge capacity at a predetermined time specified from a change with time of the full charge capacity obtained in advance (curve C2 in FIG. 7).
  • Sr can be calculated. That is, in the process of step S101, the full charge capacity of the battery block 11 is acquired, and the full charge capacity at the same time as when the process of step S101 is performed is specified from the curve C2 in FIG.
  • the full charge capacity specified from the curve C2 of FIG. 7 can be used as S1 shown in Expression (3).
  • the full charge capacity acquired by the process of step S101 can be used. If the capacity change rate Sr can be calculated, the blocking number m can be calculated by the method described in this embodiment.
  • the present invention is not limited to this. It is not a thing.
  • the internal resistance of the battery block 11 is acquired, and when the acquired internal resistance is higher than the internal resistance corresponding to the wear deterioration of the battery block 11, it is determined that the current breaker 12b is in an operating state. be able to. In other words, when the acquired internal resistance is shifted to the higher resistance side with respect to the curve of internal resistance corresponding to wear deterioration (curve C1 shown in FIG. 6), the current breaker 12b is in an operating state. Can be determined.
  • the current breaker 12b when the full charge capacity of the battery block 11 is acquired and the acquired full charge capacity becomes lower than the full charge capacity corresponding to the wear deterioration of the battery block 11, the current breaker 12b is in an operating state. Can be determined. In other words, when the acquired full charge capacity is deviated toward the lower side of the full charge capacity curve (curve C2 shown in FIG. 7) corresponding to wear deterioration, the current breaker 12b is in the operating state. It can be determined that there is.
  • the controller 40 can control charging / discharging of the assembled battery 10 based on the shut-off number m.
  • High-rate deterioration is deterioration due to the fact that the salt concentration in the electrolyte solution of the unit cell 12 is biased to one side (positive electrode side or negative electrode side) when charging or discharging is performed at a high rate. If the salt concentration is biased to one side, the movement of ions between the positive electrode and the negative electrode is suppressed, so that the input / output performance of the unit cell 12 is deteriorated and the unit cell 12 is deteriorated.
  • lithium when a lithium ion secondary battery is used as the single battery 12, lithium may be easily deposited.
  • lithium ions moving between the positive electrode and the negative electrode are decreased, and as a result, the full charge capacity of the unit cell 12 is decreased.
  • the current breaker 12b when the value of the current flowing through the unit cell 12 increases, the current breaker 12b may be easily activated.
  • the controller 40 can determine a current command value for controlling charging / discharging of the assembled battery 10 based on the number m of interruptions when the number m of interruptions is specified. Specifically, the controller 40 can reduce the charge / discharge current of the assembled battery 10 as the current command value increases as the number of interruptions m increases. The controller 40 can set the current command value based on the following formula (8).
  • Is (2) Is (1) ⁇ (N ⁇ m) / N (8)
  • Is (1) is a current command value before the current breaker 12b is activated
  • Is (2) is a current command value after the current breaker 12b is activated.
  • the current command value Is (2) is smaller than the current command value Is (1).
  • the controller 40 can control charging / discharging of the assembled battery 10 based on the current command value Is (2). Specifically, the controller 40 reduces the upper limit power that allows charging of the assembled battery 10 or decreases the upper limit power that allows discharging of the assembled battery 10 based on the current command value Is (2). . When lowering the upper limit power, the upper limit power before being lowered can be multiplied by a value of “(N ⁇ m) / N”. By reducing the upper limit power that allows charging / discharging of the assembled battery 10, the value of the current flowing through the assembled battery 10 (unit cell 12) can be limited.
  • the controller 40 can prevent the assembled battery 10 from being charged / discharged. Specifically, the controller 40 can set the upper limit power that allows charging and discharging of the assembled battery 10 to 0 [kW]. Further, the controller 40 can turn off the system main relays SMR-B, SMR-G, and SMR-P.
  • the battery pack 10 can be prevented from being charged / discharged when the shut-off number m approaches “N”.
  • the number of shut-off numbers m when charging / discharging of the assembled battery 10 is not performed can be appropriately set based on the viewpoint of ensuring the traveling of the vehicle.
  • the charge / discharge control of the assembled battery 10 is performed not only when the battery system shown in FIG. 1 is activated, but also when the power of the external power source is supplied to the assembled battery 10 or when the power of the assembled battery 10 is supplied to an external device. It can also be done while feeding.
  • the external power source is a power source provided outside the vehicle, and for example, a commercial power source can be used as the external power source.
  • the external device is an electronic device arranged outside the vehicle, and is an electronic device that operates by receiving electric power from the assembled battery 10. As the external device, for example, a home appliance can be used.
  • a charger When supplying power from the external power source to the assembled battery 10, a charger can be used.
  • the charger can convert AC power from an external power source into DC power and supply the DC power to the assembled battery 10.
  • the charger can be mounted on the vehicle or can be provided outside the vehicle separately from the vehicle. Further, the charger can convert the voltage value in consideration of the voltage of the external power supply and the voltage of the assembled battery 10.
  • the controller 40 can reduce the current value (charging current) of the assembled battery 10 by controlling the operation of the charger.
  • a power feeding device When supplying the power of the assembled battery 10 to an external device, a power feeding device can be used.
  • the power feeding device can convert DC power from the assembled battery 10 into AC power and supply the AC power to an external device. Further, the power supply device can convert the voltage value in consideration of the voltage of the assembled battery 10 and the operating voltage of the external device.
  • the controller 40 can reduce the current value (discharge current) of the assembled battery 10 by controlling the operation of the power supply apparatus.
  • operating can also be restrict
  • charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled according to the number of interruptions m, charging / discharging control of the assembled battery 10 can be performed efficiently.
  • the charging / discharging of the assembled battery 10 may be excessively limited only by detecting the operating state of the current breaker 12b.
  • charging / discharging of the assembled battery 10 can be restricted according to the number of interruptions m, and charging / discharging of the assembled battery 10 is prevented from being excessively restricted. can do.
  • a battery system that is Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the member which has the same function as the member demonstrated in Example 1 detailed description is abbreviate
  • differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a process of specifying the number of current breakers 12b in the operating state in the present embodiment. The process shown in FIG. 8 is performed at a predetermined cycle and executed by the controller 40. The process shown in FIG. 8 is performed for each battery block 11.
  • step S ⁇ b> 101 of FIG. 8 the controller 40 acquires the internal resistance and the full charge capacity in each battery block 11.
  • step S102 the controller 40 calculates the resistance change rate Rr based on the internal resistance acquired in step S101, and calculates the capacity change rate Sr based on the full charge capacity acquired in step S101.
  • the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr can be calculated by the method described in the first embodiment.
  • step S105 the controller 40 multiplies the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr, and determines whether or not the multiplied value is 1.
  • the resistance change rate Rr becomes equal to the value of “N / (N ⁇ m)”.
  • the capacity change rate Sr is equal to the value of “(N ⁇ m) / N”.
  • multiplying the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr means multiplying the values of “N / (N ⁇ m)” and “(N ⁇ m) / N”, and the multiplied value is 1
  • a range (allowable value ⁇ ) in which the error is allowed can be set.
  • the controller 40 can determine whether or not the value obtained by multiplying the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr is within an allowable range.
  • a value obtained by adding the allowable value ⁇ to 1 can be used as the upper limit value of the allowable range, and a value obtained by subtracting the allowable value ⁇ from 1 can be used as the lower limit value of the allowable range.
  • step S103 When the value obtained by multiplying the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr is within the allowable range, the process proceeds to step S103.
  • step S103 When the value obtained by multiplying the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr is out of the allowable range, the processing shown in FIG. 8 ends.
  • steps S103 and S104 are the same as those described in the first embodiment (steps S103 and S104 in FIG. 4).
  • the resistance change rate Rr has a value of “N / (N ⁇ m)” but also the capacity change rate Sr has a value of “(N ⁇ m) / N”. Therefore, it is possible to determine whether or not the current breaker 12b is operating by confirming the relationship between the resistance change rate Rr and the capacitance change rate Sr.
  • the accuracy of determining the operating state of the current breaker 12b is improved as compared with the case where only one of the resistance change rate Rr and the capacity change rate Cr is considered. Can be made.
  • the deterioration of the battery block 11 may include not only wear deterioration but also the above-described high rate deterioration. Further, when the unit cell 12 is a lithium ion secondary battery, the deterioration of the battery block 11 may include deterioration due to lithium deposition.
  • the internal resistance of the battery block 11 increases and becomes higher than the internal resistance corresponding to the wear deterioration (curve C1 shown in FIG. 6).
  • the full charge capacity of the battery block 11 is lowered and becomes lower than the full charge capacity (curve C2 shown in FIG. 7) corresponding to wear deterioration.
  • the internal resistance of the battery block 11 may deviate from the curve C1 shown in FIG.
  • the full charge capacity of the battery block 11 may deviate from the curve C2 shown in FIG. In this case, an erroneous determination may be made when determining the operating state of the current breaker 12b.
  • the influence of high rate deterioration and lithium precipitation is excluded.
  • the operating state of the current breaker 12b can be determined.
  • the time constant when high-rate deterioration occurs and the time constant when lithium deposition occurs tend to be different from each other. In other words, high-rate deterioration and lithium deposition are unlikely to occur at the same timing.
  • the operation of the current breaker 12b is performed in a state where the influence of high rate deterioration and lithium deposition is excluded. Only the state can be determined.
  • a battery system that is Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • the member which has the same function as the member demonstrated in Example 1 detailed description is abbreviate
  • differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the resistance change rate Rr is calculated from the internal resistance acquired at times t1 and t2, and the cutoff number m is calculated from the resistance change rate Rr.
  • the block number m is calculated by comparing the internal resistances of the plurality of battery blocks 11 with each other. This point will be specifically described.
  • the internal resistance of the battery block 11 including the current breaker 12b in the activated state is all It becomes higher than the internal resistance of the battery block 11 in which the current breaker 12b is not activated.
  • the internal resistances of all the unit cells 12 constituting the assembled battery 10 are equal. In other words, the internal resistances of all the battery blocks 11 constituting the assembled battery 10 are assumed to be equal.
  • the current breaker 12b hardly operates at the same time, and the assembled battery 10 includes the battery block 11 including the current breaker 12b in the active state and all the current breakers.
  • the battery block 11 in which 12b is not operating is mixed.
  • the battery block 11 having the higher internal resistance can be specified.
  • the battery block 11 including the circuit breaker 12b can be specified.
  • the internal resistance of each battery block 11 can be obtained by the method described in the first embodiment.
  • the number m of interruptions can be calculated. Specifically, the resistance change rate Rr is calculated based on the internal resistance of each battery block 11 and the internal resistance of other battery blocks 11. In the first embodiment, the resistance change rate Rr is calculated from the internal resistance at the times t1 and t2. However, in this embodiment, the internal resistance in the two battery blocks 11 is used instead of the internal resistance at the times t1 and t2. ing.
  • the method of calculating the resistance change rate Rr is the same as the method described in the first embodiment. Specifically, the resistance change rate Rr can be calculated using the equation (2) described in the first embodiment. In Formula (2), the internal resistance of one battery block 11 can be used as the internal resistance R1, and the internal resistance of the other battery block 11 can be used as the internal resistance R2. By calculating the resistance change rate Rr from the internal resistances in the two battery blocks 11, the number m of interruptions can be calculated from the resistance change rate Rr as in the first embodiment.
  • the cutoff number m can be calculated. Specifically, the full charge capacity of each battery block 11 is acquired, and the capacity change rate Sr is calculated based on the full charge capacity of each battery block 11 and the full charge capacity of other battery blocks 11. In the first embodiment, the capacity change rate Sr is calculated from the full charge capacity at the times t1 and t2. However, in this embodiment, the full charge in the two battery blocks 11 is used instead of the full charge capacity at the times t1 and t2. Capacity is used.
  • the method for calculating the capacity change rate Sr is the same as the method described in the first embodiment. Specifically, the capacity change rate Sr can be calculated using the equation (3) described in the first embodiment. In Expression (3), the full charge capacity of one battery block 11 can be used as the full charge capacity S1, and the full charge capacity of the other battery block 11 can be used as the full charge capacity S2. By calculating the capacity change rate Sr from the full charge capacities in the two battery blocks 11, the interruption number m can be calculated from the capacity change rate Sr as in the first embodiment.
  • the cutoff number m can be calculated based on the voltage change amount ⁇ V of each battery block 11 instead of the internal resistance of each battery block 11.
  • the voltage change amount ⁇ V of each battery block 11 can be calculated based on the following formula (9).
  • I is a current value flowing through each battery block 11
  • R is an internal resistance of each battery block 11.
  • the interruption number m can be calculated by using the ratio of the voltage change amount ⁇ V in the two battery blocks 11. .
  • the internal resistance of the battery block 11 depends on the temperature and SOC of the battery block 11. For this reason, when calculating the number of interruptions m using the voltage change amount ⁇ V, it is preferable that the temperature and SOC are uniform in the plurality of battery blocks 11.
  • the SOC in the plurality of battery blocks 11 can be equalized by performing the equalization process on the plurality of battery blocks 11.
  • the voltage in each of the battery blocks 11 can be equalized by detecting the voltage of each battery block 11 and discharging the battery block 11 on the higher voltage side.
  • the SOC can be equalized.
  • the temperatures in the plurality of battery blocks 11 can be equalized. If a plurality of temperature sensors are arranged for the plurality of battery blocks 11, it is possible to confirm whether or not the temperatures in the plurality of battery blocks 11 are equalized from the detection results of the plurality of temperature sensors.
  • the voltage change amount ⁇ V is a value obtained by subtracting the OCV of each battery block 11 from the voltage (CCV; Closed Circuit Voltage) of each battery block 11 detected by the monitoring unit 20.
  • the method for obtaining the OCV of the battery block 11 is the same as the method described in the first embodiment.
  • the value detected by the current sensor 31 may not be used when calculating the number of interruptions m by calculating the number of interruptions m based on the voltage change amount ⁇ V calculated from the CCV and OCV of the battery block 11. Thereby, the detection error by the current sensor 31 can be ignored.

Abstract

【課題】　複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、各蓄電素子に含まれる電流遮断器の作動数（遮断数）を特定する。 【解決手段】　蓄電システムは、複数の蓄電ブロックと、各蓄電ブロックの状態を判別するコントローラと、を有する。複数の蓄電ブロックは、直列に接続されており、各蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する。各蓄電素子は、蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有する。コントローラは、各蓄電ブロックの内部抵抗および満充電容量の少なくとも一方のパラメータを取得し、取得したパラメータと基準値との間の変化率を用いて、各蓄電ブロックにおいて、遮断状態にある電流遮断器の数（遮断数）を特定する。基準値とは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるパラメータの値である。

Description

蓄電システム
　本発明は、電流遮断器をそれぞれ有する複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、電流遮断器の作動状態を判別する蓄電システムに関する。
　特許文献１に記載の集合電池では、複数の電池を並列に接続した構成において、並列に接続された各単電池に対してヒューズを接続している。ヒューズは、過大な電流が流れたときに溶断することにより、電流経路を遮断する。また、特許文献２に記載の技術では、電池の内部抵抗の変化に基づいて、電池に含まれる電流遮断機構の作動を検出している。
特開平０５－２７５１１６号公報 特開２００８－１８２７７９号公報 特開２０１１－１３５６５７号公報
　複数の電池が並列に接続された構成では、電流遮断器の作動数に応じて、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が変化する。具体的には、電流遮断器の作動数が増加すると、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が上昇してしまい、電池に対する電流負荷が増加してしまう。
　電池の充放電を制限すれば、電池に対する電流負荷が増加するのを抑制することができるが、電流遮断器の作動数を特定しなければ、電池の充放電制御を効率良く行うことができない。すなわち、電流遮断器の作動状態を検出するだけでは、電池の充放電を過度に制限してしまうことがある。したがって、電池の充放電が過度に制限されるのを防止するためには、電流遮断器の作動数を把握する必要がある。特許文献２に記載の技術では、電流遮断器の作動状態を検出するだけであり、電流遮断器の作動数を特定することはできない。
　本願第１の発明である蓄電システムは、複数の蓄電ブロックと、各蓄電ブロックの状態を判別するコントローラと、を有する。複数の蓄電ブロックは、直列に接続されており、各蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する。各蓄電素子は、蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有する。コントローラは、各蓄電ブロックの内部抵抗および満充電容量の少なくとも一方のパラメータを取得する。コントローラは、取得したパラメータと基準値との間の変化率を用いて、各蓄電ブロックにおいて、遮断状態にある電流遮断器の数（遮断数）を特定する。基準値とは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるパラメータの値である。
　電流遮断器によって電流経路が遮断されると、遮断状態にある電流遮断器の数に応じて、パラメータの変化率が変化することになる。例えば、電流遮断器が作動すると、遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックの内部抵抗は、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックの内部抵抗（基準値）よりも高くなる。そして、内部抵抗の変化率は、遮断状態にある電流遮断器の数に応じて変化する。また、電流遮断器が作動すると、遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックの満充電容量は、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックの満充電容量（基準値）よりも低くなる。そして、満充電容量の変化率は、遮断状態にある電流遮断器の数に応じて変化する。
　したがって、パラメータ（内部抵抗や満充電容量）の変化率を算出すれば、変化率から遮断数を特定することができる。遮断数を特定することにより、各蓄電ブロックの蓄電素子に流れる電流値を特定することができ、蓄電素子に対する電流負荷が増加しないように、蓄電ブロックの充放電を制御することができる。各蓄電ブロックでは、複数の蓄電素子が並列に接続されているため、遮断数が増えるほど、蓄電素子に流れる電流値が上昇してしまう。したがって、蓄電素子に対する電流負荷が増加するのを抑制するためには、遮断数を把握する必要がある。
　現在のパラメータと、基準値としての過去のパラメータとの間の変化率を用いて、遮断数を特定することができる。過去のパラメータは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックのパラメータである。時間の経過とともに、各蓄電ブロックのパラメータを取得し続け、過去および現在のパラメータを用いて、パラメータの変化率を算出することができる。
　基準値としては、他の蓄電ブロックにおけるパラメータを用いることができる。複数の蓄電ブロックには、遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロック（第１の蓄電ブロックという）と、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロック（第２の蓄電ブロックという）とが混在していることが多い。したがって、第１の蓄電ブロックのパラメータと、第２の蓄電ブロックのパラメータとから算出される変化率を用いることにより、遮断数を特定することができる。
　基準値としては、蓄電ブロックの劣化に応じて変化し、予め特定されたパラメータを用いることができる。蓄電ブロックの劣化に伴うパラメータの変化は、実験によって予め特定することができる。作動状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックのパラメータは、蓄電ブロックの劣化に応じて変化するパラメータからずれることになる。したがって、これらのパラメータを用いて変化率を算出することにより、遮断数を特定することができる。
　各蓄電ブロックの内部抵抗を取得し、取得した内部抵抗が、蓄電ブロックの劣化に伴う内部抵抗よりも高いとき、遮断数の特定を行うことができる。遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックの内部抵抗は、劣化に伴う内部抵抗よりも高くなるため、これらの内部抵抗の関係を確認したうえで、遮断数を特定することができる。
　また、各蓄電ブロックの満充電容量を取得し、取得した満充電容量が、蓄電ブロックの劣化に伴う満充電容量よりも低いとき、遮断数の特定を行うことができる。遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックの満充電容量は、劣化に伴う満充電容量よりも低くなるため、これらの満充電容量の関係を確認したうえで、遮断数を特定することができる。
　内部抵抗の値として、各蓄電ブロックの内部抵抗の変化に応じて変化する電圧変化量の値を用いることができる。複数の蓄電ブロックは、直列に接続されているため、各蓄電ブロックに流れる電流値は等しくなる。したがって、各蓄電ブロックの内部抵抗は、各蓄電ブロックの電圧変化量と比例関係となり、内部抵抗の代わりに、電圧変化量を用いることができる。
　内部抵抗に関する変化率と、満充電容量に関する変化率とを乗算した値が、１を基準とした許容範囲内に含まれるとき、遮断数の特定を行うことができる。電流遮断器が作動したとき、内部抵抗に関する変化率と、満充電容量に関する変化率とは、逆数の関係となるため、内部抵抗および満充電容量に関する変化率を乗算すると、１となる。したがって、変化率を乗算した値を１と比較することにより、電流遮断器が作動しているか否かを判別することができる。ここで、内部抵抗および満充電容量に関する変化率の誤差を考慮することにより、１を基準とした許容範囲を設定することができる。
　電流遮断器としては、ヒューズ、ＰＴＣ素子又は、電流遮断弁を用いることができる。ヒューズは、溶断によって電流経路を遮断する。ＰＴＣ素子は、温度上昇に伴う抵抗の上昇によって、電流経路を遮断する。電流遮断弁は、蓄電素子の内圧が上昇することに応じて変形し、電流経路を遮断する。
　本願第２の発明は、並列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ有し、直列に接続された複数の蓄電ブロックの状態を判別する方法である。各蓄電素子は、蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有している。各蓄電ブロックの内部抵抗および満充電容量の少なくとも一方のパラメータを取得する。そして、取得したパラメータおよび基準値との間の変化率を用いて、各蓄電ブロックにおいて、遮断状態にある電流遮断器の数（遮断数）を特定する。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
電池システムの構成を示す図である。 組電池の構成を示す図である。 単電池の構成を示す図である。 実施例１において、遮断数を特定する処理を示すフローチャートである。 電池ブロックの内部抵抗を算出する方法を説明する図である。 電池ブロックの摩耗劣化に伴う内部抵抗の経時変化と、電流遮断器の作動に伴う内部抵抗との関係を示す図である。 電池ブロックの摩耗劣化に伴う満充電容量の経時変化と、電流遮断器の作動に伴う満充電容量との関係を示す図である。 実施例２において、遮断数を特定する処理を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施例について説明する。
　本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。
　車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。
　組電池１０の正極端子と接続された正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｂは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極端子と接続された負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｇは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
　システムメインリレーＳＭＲ－Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ－Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ－Ｐは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、後述する昇圧回路３２）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
　組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができ、突入電流が流れるのを抑制することができる。
　次に、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ－Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態（Ready-On）となる。一方、組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、図１に示す電池システムの動作は停止する。
　昇圧回路３２は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ３３に出力する。また、昇圧回路３２は、インバータ３３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。昇圧回路３２は、コントローラ４０からの制御信号を受けて動作する。本実施例の電池システムでは、昇圧回路３２を用いているが、昇圧回路３２を省略することもできる。
　インバータ３３は、昇圧回路３２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３４に出力する。また、インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。モータ・ジェネレータ３４としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。
　モータ・ジェネレータ３４は、インバータ３３からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。組電池１０の出力電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ３４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
　車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。昇圧回路３２は、インバータ３３からの電力を組電池１０に出力する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
　図２は、組電池１０の構成を示す。組電池１０は、直列に接続された複数の電池ブロック（蓄電ブロックに相当する）１１を有する。複数の電池ブロック１１を直列に接続することにより、組電池１０の出力電圧を確保することができる。ここで、電池ブロック１１の数は、組電池１０に対して要求される電圧を考慮して、適宜設定することができる。
　各電池ブロック１１は、並列に接続された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１２を有する。複数の単電池１２を並列に接続することにより、電池ブロック１１（組電池１０）の満充電容量を増やすことができ、組電池１０の出力を用いて車両を走行させるときの距離を延ばすことができる。各電池ブロック１１を構成する単電池１２の数は、組電池１０に要求される満充電容量を考慮して、適宜設定することができる。
　複数の電池ブロック１１は、直列に接続されているため、各電池ブロック１１には、等しい電流が流れる。各電池ブロック１１では、複数の単電池１２が並列に接続されているため、各単電池１２に流れる電流値は、電池ブロック１１に流れる電流値を、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数（総数）で除算した電流値となる。具体的には、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数がＮ個であり、電池ブロック１１に流れる電流値がＩｓであるとき、各単電池１２に流れる電流値は、Ｉｓ／Ｎとなる。ここでは、電池ブロック１１を構成する複数の単電池１２において、内部抵抗のバラツキが発生していないものとしている。
　単電池１２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。例えば、単電池１２としては、１８６５０型の電池を用いることができる。１８６５０型の電池は、いわゆる円筒型の電池であり、直径が１８［ｍｍ］であり、長さが６５．０［ｍｍ］である。円筒型の電池とは、電池ケースが円筒状に形成されており、電池ケースの内部には、充放電を行う発電要素が収容されている。発電要素の構成については、後述する。
　単電池１２は、図３に示すように、発電要素１２ａおよび電流遮断器１２ｂを有する。発電要素１２ａおよび電流遮断器１２ｂは、単電池１２の外装を構成する電池ケースに収容されている。発電要素１２ａは、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでおり、負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。
　単電池１２としてリチウムイオン二次電池を用いるときには、例えば、正極板の集電板をアルミニウムで形成し、負極板の集電板を銅で形成することができる。また、正極活物質としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2を用い、負極活物質としては、例えば、カーボンを用いることができる。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液がしみ込んでいる。電解液を用いる代わりに、正極板および負極板の間に、固体電解質層を配置することもできる。
　電流遮断器１２ｂは、単電池１２の内部における電流経路を遮断するために用いられる。すなわち、電流遮断器１２ｂが作動することにより、単電池１２の内部における電流経路が遮断される。電流遮断器１２ｂとしては、例えば、ヒューズ、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子又は、電流遮断弁を用いることができる。これらの電流遮断器１２ｂは、個別に用いることもできるし、併用することもできる。
　電流遮断器１２ｂとしてのヒューズは、ヒューズに流れる電流に応じて溶断する。ヒューズを溶断させることにより、単電池１２の内部における電流経路を機械的に遮断することができる。これにより、発電要素１２ａに過大な電流が流れるのを防止して、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。電流遮断器１２ｂとしてのヒューズは、電池ケースに収容することもできるし、電池ケースの外部に設けることもできる。電池ケースの外部にヒューズを設ける場合であっても、各単電池１２に対してヒューズが設けられ、ヒューズは、各単電池１２と直列に接続される。
　電流遮断器１２ｂとしてのＰＴＣ素子は、単電池１２の電流経路に配置されており、ＰＴＣ素子の温度上昇に応じて抵抗を増加させる。ＰＴＣ素子に流れる電流が増加すると、ジュール熱によってＰＴＣ素子の温度が上昇する。ＰＴＣ素子の温度上昇に応じて、ＰＴＣ素子の抵抗が増加することにより、ＰＴＣ素子において、電流を遮断することができる。これにより、発電要素１２ａに過大な電流が流れるのを防止して、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。
　電流遮断器１２ｂとしての電流遮断弁は、単電池１２の内圧上昇に応じて変形し、発電要素１２ａとの機械的な接続を断つことにより、単電池１２の内部における電流経路を遮断することができる。単電池１２の内部は、密閉状態となっており、過充電などによって発電要素１２ａからガスが発生すると、単電池１２の内圧が上昇する。発電要素１２ａからガスが発生しているときには、単電池１２（発電要素１２ａ）は異常状態となる。単電池１２の内圧が上昇することに応じて、電流遮断弁を変形させることにより、発電要素１２ａとの機械的な接続を断つことができる。これにより、異常状態にある発電要素１２ａに充放電電流が流れるのを阻止し、単電池１２（発電要素１２ａ）を保護することができる。
　図１に示す監視ユニット２０は、各電池ブロック１１の電圧を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。電流センサ３１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。例えば、組電池１０を放電しているときには、電流センサ３１によって検出された電流値として、正の値を用いることができる。また、組電池１０を充電しているときには、電流センサ３１によって検出された電流値として、負の値を用いることができる。電流センサ３１は、組電池１０に流れる電流値を検出できればよく、正極ラインＰＬではなく、負極ラインＮＬに設けることもできる。また、複数の電流センサ３１を用いることもできる。なお、コストや体格などを考慮すると、本実施例のように、１つの組電池１０に対して１つの電流センサ３１を設けることが望ましい。
　コントローラ４０は、メモリ４１を内蔵しており、メモリ４１は、コントローラ４０を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶している。メモリ４１は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。
　次に、本実施例の電池システムにおける一部の処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、所定の周期で行われ、コントローラ４０によって実行される。図４に示す処理は、各電池ブロック１１に対して行われる。
　ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、各電池ブロック１１の内部抵抗又は満充電容量を取得する。取得した内部抵抗又は満充電容量に関する情報は、メモリ４１に記憶される。電池ブロック１１の内部抵抗又は満充電容量を取得する方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。
　電池ブロック１１の内部抵抗を取得する方法（一例）について説明する。
　まず、電池ブロック１１の電流値および電圧値の関係を複数取得する。コントローラ４０は、電流センサ３１の出力に基づいて、電池ブロック１１の電流値を取得することができる。また、コントローラ４０は、監視ユニット２０の出力に基づいて、電池ブロック１１の電圧値を取得することができる。図５に示すように、横軸を電流値とし、縦軸を電圧値とした座標系において、取得した電流値および電圧値の関係をプロットする。そして、プロットされた複数の点に基づいて、近似直線Ｌを算出する。近似直線Ｌの傾きが、電池ブロック１１の内部抵抗となる。
　ここで、電池ブロック１１の電流値および電圧値を取得するときには、電池ブロック１１のＳＯＣ（State of Charge）が略一定であることが好ましい。ＳＯＣとは、電池ブロック１１の満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。電池ブロック１１のＳＯＣが略一定であるときには、電流値および電圧値の関係が、図５に示すように直線関係となる。電流値および電圧値を取得している間に、電池ブロック１１のＳＯＣが変化してしまうと、電流値および電圧値の関係が直線関係にはならず、直線Ｌの傾き、言い換えれば、電池ブロック１１の内部抵抗を特定し難くなってしまう。
　次に、電池ブロック１１の満充電容量を取得する方法（一例）について説明する。
　まず、互いに異なるタイミングにおいて、電池ブロック１１のＳＯＣを算出（推定）する。ここで、前のタイミングで算出されるＳＯＣを開始ＳＯＣといい、後のタイミングで算出されるＳＯＣを終了ＳＯＣという。ＳＯＣを算出する方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、ＳＯＣおよびＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は、対応関係にあるため、この対応関係を予め特定しておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。
　ＯＣＶを算出する方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、組電池１０を放置すると、言い換えれば、組電池１０の充放電を行わないと、単電池１２の分極状態を解消することができる。このため、分極状態が解消されたときの電池ブロック１１の電圧を取得すれば、この電圧値をＯＣＶと見なすことができる。具体的には、組電池１０を放置した後に電池システムを起動するとき、電池システムを起動した直後において、監視ユニット２０によって、電池ブロック１１の電圧を検出する。監視ユニット２０による検出電圧を、電池ブロック１１のＯＣＶと見なすことができる。
　一方、電池ブロック１１のＳＯＣが、開始ＳＯＣから終了ＳＯＣに変化するまでの間において、電池ブロック１１に流れる電流値を積算して、積算値Ｉｅを算出する。電池ブロック１１に流れる電流値は、電流センサ３１によって取得することができる。コントローラ４０は、下記式（１）に基づいて、電池ブロック１１の満充電容量を算出することができる。
　Ｓｍａｘ＝Ｉｅ／｜ＳＯＣ（１）－ＳＯＣ（２）｜×１００　　・・・（１）
　式（１）において、Ｓｍａｘは、電池ブロック１１の満充電容量を示し、Ｉｅは、電流積算値を示す。ＳＯＣ（１）は開始ＳＯＣを示し、ＳＯＣ（２）は終了ＳＯＣを示す。
　ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、時刻ｔ１，ｔ２のそれぞれにおいて、ステップＳ１０１で取得された内部抵抗に基づいて、抵抗変化率を算出する。抵抗変化率は、下記式（２）に基づいて算出することができる。または、コントローラ４０は、時刻ｔ１，ｔ２のそれぞれにおいて、ステップＳ１０１で取得された満充電容量に基づいて、容量変化率を算出する。容量変化率は、下記式（３）に基づいて算出することができる。
　Ｒｒ＝Ｒ２／Ｒ１　　・・・（２）
　Ｓｒ＝Ｓ２／Ｓ１　　・・・（３）
　式（２）において、Ｒｒは、抵抗変化率を示す。Ｒ１は、時刻ｔ１で取得された内部抵抗を示し、Ｒ２は、時刻ｔ２で取得された内部抵抗を示す。式（３）において、Ｓｒは、容量変化率を示す。Ｓ１は、時刻ｔ１で取得された満充電容量を示し、Ｓ２は、時刻ｔ２で取得された満充電容量を示す。
　時刻ｔ１，ｔ２は、互いに異なるタイミングである。時刻ｔ２としては、内部抵抗又は満充電容量を取得したときの今回のタイミングとすることができる。時刻ｔ１としては、内部抵抗又は満充電容量を取得したときの前回のタイミングとすることができる。すなわち、時刻ｔ１は、時刻ｔ２よりも前のタイミングである。
　時刻ｔ１は、時刻ｔ２に対して、直近のタイミングであってもよいし、直近のタイミングよりも前のタイミングであってもよい。時刻ｔ１は、時刻ｔ２よりも前のタイミングであればよく、適宜設定することができる。時刻ｔ１よりも前のタイミングで取得した内部抵抗又は満充電容量に関する情報は、メモリ４１から削除することができる。不要な情報を削除することにより、メモリ４１の容量を確保することができる。
　ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔ以内であるか否かを判別する。所定期間Ｔは、電池ブロック１１の劣化が進行する速度に基づいて、決定することができる。以下、所定期間Ｔを決定する方法について説明する。
　電池ブロック１１（単電池１２）が劣化するときの内部抵抗の変化や、満充電容量の変化は、実験によって予め取得しておくことができる。電池ブロック１１の劣化としては、摩耗による劣化を考慮することができる。摩耗劣化とは、電池ブロック１１（単電池１２）を構成する部材（特に、発電要素１２ａ）が摩耗することによる劣化である。
　電池ブロック１１に対して所定の充放電を繰り返す実験などを行うことにより、内部抵抗の経時変化を予め取得することができる。内部抵抗の経時変化は、図６に示す曲線Ｃ１として取得することができる。図６に示すように、時間が経過するにつれて、言い換えれば、電池ブロック１１の摩耗劣化が進行するにつれて、電池ブロック１１の内部抵抗は、上昇することになる。
　また、電池ブロック１１に対して所定の充放電を繰り返す実験などを行うことにより、満充電容量の経時変化を予め取得することができる。満充電容量の経時変化は、図７に示す曲線Ｃ２として取得することができる。図７に示すように、時間が経過するにつれて、言い換えれば、電池ブロック１１の摩耗劣化が進行するにつれて、電池ブロック１１の満充電容量は、低下することになる。
　電池ブロック１１（単電池１２）の摩耗劣化だけが発生しているとき、時刻ｔ１，ｔ２のそれぞれで取得された内部抵抗は、図６において、内部抵抗の経時変化を示す曲線Ｃ１上に位置することになる。ここで、電流遮断器１２ｂが作動したときには、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む単電池１２には電流が流れないことになるため、電流遮断器１２ｂが作動した直後に、電池ブロック１１の内部抵抗が上昇する。すなわち、電流遮断器１２ｂが作動したときの電池ブロック１１の内部抵抗は、摩耗劣化に相当する内部抵抗よりも高くなる。
　図６に示す曲線Ｃ１を用いれば、電池ブロック１１の摩耗劣化によって、時刻ｔ１の内部抵抗に対して、内部抵抗が所定量だけ上昇するときの期間を予め特定することができる。この期間よりも短い期間において、時刻ｔ２の内部抵抗が、時刻ｔ１の内部抵抗に対して所定量だけ上昇しているときには、電池ブロック１１には、摩耗劣化による内部抵抗の上昇だけでなく、電流遮断器１２ｂの作動に伴う内部抵抗の上昇が発生していると判別することができる。
　摩耗劣化では、電池ブロック１１の内部抵抗が徐々に上昇するのに対して、電流遮断器１２ｂが作動したときには、電池ブロック１１の内部抵抗が急激に上昇する。したがって、摩耗劣化によって電池ブロック１１の内部抵抗が所定量だけ上昇するまでの期間よりも十分に短い期間において、電池ブロック１１の内部抵抗が所定量だけ上昇したときには、電流遮断器１２ｂが作動していると判別することができる。この時間間隔を監視することにより、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別することができる。
　例えば、摩耗劣化だけが進行したときでは、図６に示す曲線Ｃ１に基づいて、時刻ｔ１から半年経過したときに、電池ブロック１１の内部抵抗が１．１倍になるとする。ここで、図６に示す時刻ｔ１および時刻ｔ２の間隔が１ヶ月以内であるにもかかわらず、時刻ｔ１および時刻ｔ２の間において、電池ブロック１１の内部抵抗が１．１倍になったときには、電流遮断器１２ｂが作動していると判別することができる。
　一方、電池ブロック１１（単電池１２）の摩耗劣化だけが発生しているとき、時刻ｔ１，ｔ２のそれぞれで取得された満充電容量は、図７において、満充電容量の経時変化を示す曲線Ｃ２上に位置することになる。ここで、電池ブロック１１では、複数の単電池１２が並列に接続されているため、電池ブロック１１の満充電容量は、複数の単電池１２における満充電容量の総和となる。
　電流遮断器１２ｂが作動すると、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む単電池１２には、電流が流れなくなるため、電池ブロック１１の満充電容量は、電流が流れなくなった単電池１２の分だけ低下する。すなわち、電流遮断器１２ｂが作動したときの電池ブロック１１の満充電容量は、摩耗劣化に相当する満充電容量よりも低くなる。
　ここで、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数が少ないほど、電池ブロック１１の満充電容量に対して、各単電池１２の満充電容量が占める割合が高くなる。したがって、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数が少ないほど、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂの作動に伴う満充電容量の低下量は増加する。
　図７に示す曲線Ｃ２を用いれば、電池ブロック１１の摩耗劣化によって、時刻ｔ１の満充電容量に対して、満充電容量が所定量だけ低下するときの期間を予め特定することができる。この期間よりも短い期間において、時刻ｔ２の満充電容量が、時刻ｔ１の満充電容量に対して所定量だけ低下しているときには、電池ブロック１１には、摩耗劣化による満充電容量の低下だけでなく、電流遮断器１２ｂの作動に伴う満充電容量の低下が発生していると判別することができる。
　摩耗劣化では、電池ブロック１１の満充電容量が徐々に低下するのに対して、電流遮断器１２ｂが作動したときには、電池ブロック１１の満充電容量が急激に低下する。したがって、摩耗劣化によって電池ブロック１１の満充電容量が所定量だけ低下するまでの期間よりも十分に短い期間において、電池ブロック１１の満充電容量が所定量だけ低下したときには、電流遮断器１２ｂが作動していると判別することができる。この時間間隔を監視することにより、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別することができる。
　例えば、摩耗劣化だけが進行するときでは、図７に示す曲線Ｃ２に基づいて、時刻ｔ１から半年経過したときに、電池ブロック１１の満充電容量が０．９倍になるとする。ここで、図７に示す時刻ｔ１および時刻ｔ２の間隔が１ヶ月以内であるにもかかわらず、時刻ｔ１および時刻ｔ２の間において、電池ブロック１１の満充電容量が０．９倍になったときには、電流遮断器１２ｂが作動していると判別することができる。
　ステップＳ１０３において、時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔよりも長いときには、図４に示す処理を終了する。所定期間Ｔとは、ステップＳ１０２で取得した抵抗変化率又は容量変化率が、摩耗劣化だけによって発生するときの期間である。具体的には、所定期間Ｔは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の内部抵抗の上昇率（ステップＳ１０２で取得した抵抗変化率）が発生するまでの期間であって、図６に示す曲線Ｃ１から特定される期間である。また、所定期間Ｔは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の満充電容量の低下率（ステップＳ１０２で取得した容量変化率）が発生するまでの期間であって、図７に示す曲線Ｃ２から特定される期間である。
　時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔよりも長いとき、コントローラ４０は、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動していないと判別する。一方、時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔ以内であるときには、ステップＳ１０４の処理に進む。すなわち、時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔ以内であるとき、コントローラ４０は、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動していると判別する。
　ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、ステップＳ１０２で算出した抵抗変化率Ｒｒ又は容量変化率Ｓｒに基づいて、作動状態にある電流遮断器１２ｂの数（遮断数という）を特定する。
　電流遮断器１２ｂが作動する前の電池ブロック１１の内部抵抗をＲａとし、電流遮断器１２ｂが作動した後の電池ブロック１１の内部抵抗をＲｂとすると、内部抵抗Ｒａ，Ｒｂは、下記式（４）に示す関係を有する。一方、電流遮断器１２ｂが作動する前の電池ブロック１１の満充電容量をＳａとし、電流遮断器１２ｂが作動した後の電池ブロック１１の満充電容量をＳｂとすると、満充電容量Ｓａ，Ｓｂは、下記式（５）に示す関係を有する。
　Ｒｂ＝Ｒａ×Ｎ／（Ｎ－ｍ）　・・・（４）
　Ｓｂ＝Ｓａ×（Ｎ－ｍ）／Ｎ　・・・（５）
　式（４）および式（５）において、Ｎは、各電池ブロック１１を構成する単電池１２の数、言い換えれば、並列に接続された単電池１２の数を示す。ｍは、各電池ブロック１１において、作動状態にある電流遮断器１２ｂの総数（遮断数）を示す。電流遮断器１２ｂは、各単電池１２に設けられているため、遮断数ｍは、作動状態にある電流遮断器１２ｂを有する単電池１２の総数となる。電池ブロック１１において、すべての電流遮断器１２ｂが作動していないときには、遮断数ｍが０となる。
　電流遮断器１２ｂが作動すると、作動状態にある電流遮断器１２ｂの数に応じて、電池ブロック１１の内部抵抗が上昇する。すなわち、式（４）に示すように、電流遮断器１２ｂが作動した後の電池ブロック１１の内部抵抗Ｒｂは、電流遮断器１２ｂが作動する前の電池ブロック１１の内部抵抗Ｒａに対して、Ｎ／（Ｎ－ｍ）倍となる。「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」の値は、１よりも大きい値となるため、内部抵抗Ｒｂは、内部抵抗Ｒａよりも高くなる。
　一方、電流遮断器１２ｂが作動すると、作動状態にある電流遮断器１２ｂの数に応じて、電池ブロック１１の満充電容量が低下する。すなわち、式（５）に示すように、電流遮断器１２ｂが作動した後の電池ブロック１１の満充電容量Ｓｂは、電流遮断器１２ｂが作動する前の電池ブロック１１の満充電容量Ｓａに対して、（Ｎ－ｍ）／Ｎ倍となる。「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値は、１よりも小さい値となるため、満充電容量Ｓｂは、満充電容量Ｓａよりも低くなる。
　式（４）および式（５）を変形すると、式（６）および式（７）で表すことができる。
　Ｒｂ／Ｒａ＝Ｎ／（Ｎ－ｍ）　・・・（６）
　Ｓｂ／Ｓａ＝（Ｎ－ｍ）／Ｎ　・・・（７）
　式（６）に示す「Ｒｂ／Ｒａ」の値は、式（２）に示す「Ｒｒ（＝Ｒ１／Ｒ２」）の値に相当する。すなわち、ステップＳ１０２で算出した抵抗変化率Ｒｒが、「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」の値と等しくなる。したがって、抵抗変化率Ｒｒおよび数（既定値）Ｎに基づいて、遮断数ｍを算出することができる。
　ここで、抵抗変化率Ｒｒに誤差が含まれているときには、誤差を許容する範囲（許容値α１）を予め定めておき、許容値α１を考慮して、遮断数ｍを算出することができる。具体的には、数ｍを変更しながら、「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」の値を算出する。そして、許容範囲内に、抵抗変化率Ｒｒが含まれているか否かを判別する。ここで、算出値「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」に許容値α１を加算した値を、許容範囲の上限値とし、算出値「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」から許容値α１を減算した値を、許容範囲の下限値とすることができる。
　抵抗変化率Ｒｒが許容範囲に含まれているときには、このときの数ｍを、作動状態にある電流遮断器１２ｂの総数とすることができる。許容値α１は、数Ｎに応じて変更することができる。すなわち、数Ｎが多くなるほど、許容値α１を小さくすることができる。言い換えれば、数Ｎが少なくなるほど、許容値α１を大きくすることができる。
　数Ｎは、組電池１０を構成するときに予め設定されるため、数Ｎに基づいて、許容値α１を予め決めておけばよい。
　式（７）に示す「Ｃｂ／Ｃａ」の値は、式（３）に示す「Ｓｒ（＝Ｓ１／Ｓ２」）の値に相当する。すなわち、ステップＳ１０２で算出した容量変化率Ｓｒが、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値と等しくなる。したがって、容量変化率Ｓｒおよび数（既定値）Ｎに基づいて、遮断数ｍを算出することができる。
　ここで、容量変化率Ｓｒに誤差が含まれているときには、誤差を許容する範囲（許容値α２）を予め定めておき、許容値α２を考慮して、遮断数ｍを算出することができる。具体的には、数ｍを変更しながら、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値を算出する。そして、許容範囲内に、容量変化率Ｓｒが含まれているか否かを判別する。ここで、算出値「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」に許容値α２を加算した値を、許容範囲の上限値とし、算出値「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」から許容値α２を減算した値を、許容範囲の下限値とすることができる。
　容量変化率Ｓｒが許容範囲内に含まれているときには、このときの数ｍを、作動状態にある電流遮断器１２ｂの総数とすることができる。許容値α２は、数Ｎに応じて変更することができる。すなわち、数Ｎが多くなるほど、許容値α２を小さくすることができる。言い換えれば、数Ｎが少なくなるほど、許容値α２を大きくすることができる。
　数Ｎは、組電池１０を構成するときに予め設定されるため、数Ｎに基づいて、許容値α２を予め決めておけばよい。
　図４に示す処理においては、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒのいずれか一方を考慮することもできるし、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒの両者を考慮することもできる。
　本実施例では、時刻ｔ１，ｔ２で取得した内部抵抗Ｒ１，Ｒ２から抵抗変化率Ｒｒを算出し、抵抗変化率Ｒｒから遮断数ｍを算出しているが、これに限るものではない。
　例えば、所定時刻で取得した電池ブロック１１の内部抵抗と、予め求められた内部抵抗の経時変化（図６の曲線Ｃ１）から特定される所定時刻での内部抵抗とから、抵抗変化率Ｒｒを算出することができる。すなわち、ステップＳ１０１の処理において、電池ブロック１１の内部抵抗を取得するとともに、ステップＳ１０１の処理を行ったときと同じ時刻における内部抵抗を、図６の曲線Ｃ１から特定する。
　抵抗変化率Ｒｒを算出するとき、式（２）に示すＲ１として、図６の曲線Ｃ１から特定される内部抵抗を用いることができる。また、式（２）に示すＲ２として、ステップＳ１０１の処理で取得した内部抵抗を用いることができる。抵抗変化率Ｒｒを算出できれば、本実施例で説明した方法によって、遮断数ｍを算出することができる。
　また、本実施例では、時刻ｔ１，ｔ２で取得した満充電容量Ｓ１，Ｓ２から容量変化率Ｓｒを算出し、容量変化率Ｓｒから遮断数ｍを算出しているが、これに限るものではない。
　例えば、所定時刻で取得した電池ブロック１１の満充電容量と、予め求められた満充電容量の経時変化（図７の曲線Ｃ２）から特定される所定時刻での満充電容量とから、容量変化率Ｓｒを算出することができる。すなわち、ステップＳ１０１の処理において、電池ブロック１１の満充電容量を取得するとともに、ステップＳ１０１の処理を行ったときと同じ時刻における満充電容量を、図７の曲線Ｃ２から特定する。
　容量変化率Ｓｒを算出するとき、式（３）に示すＳ１として、図７の曲線Ｃ２から特定される満充電容量を用いることができる。また、式（３）に示すＳ２として、ステップＳ１０１の処理で取得した満充電容量を用いることができる。容量変化率Ｓｒを算出できれば、本実施例で説明した方法によって、遮断数ｍを算出することができる。
　一方、本実施例では、時刻ｔ１，ｔ２の間隔が所定期間Ｔ以内であるか否かを判別することにより、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別しているが、これに限るものではない。
　例えば、電池ブロック１１の内部抵抗を取得し、取得した内部抵抗が、電池ブロック１１の摩耗劣化に相当する内部抵抗よりも高くなったときに、電流遮断器１２ｂが作動状態であることを判別することができる。言い換えれば、取得した内部抵抗が、摩耗劣化に相当する内部抵抗の曲線（図６に示す曲線Ｃ１）に対して、抵抗が高い側にずれているときには、電流遮断器１２ｂが作動状態であることを判別することができる。
　また、電池ブロック１１の満充電容量を取得し、取得した満充電容量が、電池ブロック１１の摩耗劣化に相当する満充電容量よりも低くなったときに、電流遮断器１２ｂが作動状態であることを判別することができる。言い換えれば、取得した満充電容量が、摩耗劣化に相当する満充電容量の曲線（図７に示す曲線Ｃ２）に対して、容量が低い側にずれているときには、電流遮断器１２ｂが作動状態であることを判別することができる。
　遮断数ｍを特定した後において、コントローラ４０は、遮断数ｍに基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。
　電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動すると、作動状態にある電流遮断器１２ｂを有する単電池１２には、電流が流れないことになる。また、作動状態にある電流遮断器１２ｂを有する単電池１２と並列に接続された他の単電池１２には、作動状態にある電流遮断器１２ｂを有する単電池１２に流れる予定である電流が流れてしまう。ここで、組電池１０（電池ブロック１１）に流れる電流値Ｉｓを制限しないときには、他の単電池１２に流れる電流値は、Ｉｓ／（Ｎ－ｍ）となる。「Ｎ－ｍ」の値は、「Ｎ」の値よりも小さいため、他の単電池１２に流れる電流値は上昇してしまう。
　単電池１２に流れる電流値が上昇すると、言い換えれば、単電池１２に対する電流負荷が増加すると、ハイレート劣化が発生しやすくなるおそれがある。ハイレート劣化とは、ハイレートで充電又は放電が行われることにより、単電池１２の電解液中における塩濃度が一方（正極側又は負極側）に偏ってしまうことによる劣化である。塩濃度が一方に偏ってしまうと、正極および負極の間において、イオンの移動が抑制されるため、単電池１２の入出力性能が低下してしまい、単電池１２の劣化となる。
　また、単電池１２として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、リチウムが析出しやすくなるおそれがある。リチウムが析出すると、正極および負極の間で移動するリチウムイオンが減少し、結果として、単電池１２の満充電容量が低下してしまう。さらに、単電池１２に流れる電流値が上昇すると、電流遮断器１２ｂが作動しやすくなってしまうおそれがある。
　コントローラ４０は、遮断数ｍを特定したとき、この遮断数ｍに基づいて、組電池１０の充放電を制御する電流指令値を決定することができる。具体的には、コントローラ４０は、電流指令値として、遮断数ｍが増加することに応じて、組電池１０の充放電電流を低下させることができる。コントローラ４０は、下記式（８）に基づいて、電流指令値を設定することができる。
　Ｉｓ（２）＝Ｉｓ（１）×（Ｎ－ｍ）／Ｎ　　・・・（８）
　式（８）において、Ｉｓ（１）は、電流遮断器１２ｂが作動する前の電流指令値であり、Ｉｓ（２）は、電流遮断器１２ｂが作動した後の電流指令値である。式（８）から分かるように、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値は、１よりも小さい値であるため、電流指令値Ｉｓ（２）は、電流指令値Ｉｓ（１）よりも小さくなる。
　コントローラ４０は、電流指令値Ｉｓ（２）に基づいて、組電池１０の充放電を制御することができる。具体的には、コントローラ４０は、電流指令値Ｉｓ（２）に基づいて、組電池１０の充電を許容する上限電力を低下させたり、組電池１０の放電を許容する上限電力を低下させたりする。上限電力を低下させるときには、低下させる前の上限電力に対して、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値を乗算することができる。組電池１０の充放電を許容する上限電力を低下させることにより、組電池１０（単電池１２）に流れる電流値を制限することができる。
　遮断数ｍが「Ｎ」であるときには、電池ブロック１１を構成する、すべての単電池１２において、電流遮断器１２ｂが作動していることになり、組電池１０に電流を流すことができなくなる。このため、遮断数ｍが「Ｎ」であるとき、コントローラ４０は、組電池１０の充放電を行わせないようにすることができる。具体的には、コントローラ４０は、組電池１０の充放電を許容する上限電力を０［ｋＷ］に設定することができる。また、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ－Ｂ，ＳＭＲ－Ｇ，ＳＭＲ－Ｐをオフにすることができる。
　なお、遮断数ｍが「Ｎ」に近づいたときに、組電池１０の充放電を行わせないようにすることができる。ここで、組電池１０の充放電を行わせないときの遮断数ｍの数は、車両の走行を確保する観点などに基づいて、適宜設定することができる。
　組電池１０の充放電制御は、図１に示す電池システムが起動しているときだけでなく、外部電源の電力を組電池１０に供給しているときや、組電池１０の電力を外部機器に供給しているときにも行うことができる。外部電源とは、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。外部機器とは、車両の外部に配置された電子機器であって、組電池１０からの電力を受けて動作する電子機器である。外部機器としては、例えば、家電製品を用いることができる。
　外部電源の電力を組電池１０に供給するときには、充電器を用いることができる。充電器は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に供給することができる。充電器は、車両に搭載することもできるし、車両の外部において、車両とは別に設けることもできる。また、外部電源の電圧および組電池１０の電圧を考慮して、充電器は、電圧値を変換することができる。コントローラ４０は、充電器の動作を制御することにより、組電池１０の電流値（充電電流）を低下させることができる。
　組電池１０の電力を外部機器に供給するときには、給電装置を用いることができる。給電装置は、組電池１０からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力を外部機器に供給することができる。また、組電池１０の電圧および外部機器の動作電圧を考慮して、給電装置は、電圧値を変換することができる。コントローラ４０は、給電装置の動作を制御することにより、組電池１０の電流値（放電電流）を低下させることができる。
　遮断数ｍに応じて、組電池１０に流れる電流値を制限することにより、単電池１２に対する電流負荷が上昇してしまうのを抑制することができる。また、作動していない電流遮断器１２ｂに流れる電流値も制限することができ、電流遮断器１２ｂが作動しやすくなってしまうのを抑制することができる。
　本実施例では、遮断数ｍに応じて、組電池１０の充放電を制御することができるため、組電池１０の充放電制御を効率良く行うことができる。電流遮断器１２ｂの作動状態を検出するだけでは、組電池１０の充放電が過度に制限されてしまうことがある。これに対して、遮断数ｍを把握することにより、遮断数ｍに応じて、組電池１０の充放電を制限することができ、組電池１０の充放電が過度に制限されてしまうのを抑制することができる。
　本発明の実施例２である電池システムについて説明する。実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
　図８は、本実施例において、作動状態にある電流遮断器１２ｂの数を特定する処理を示すフローチャートである。図８に示す処理は、所定の周期で行われ、コントローラ４０によって実行される。図８に示す処理は、各電池ブロック１１に対して行われる。
　図８において、実施例１（図４）で説明した処理と同じ処理については、同一の符号を用いる。図８のステップＳ１０１において、コントローラ４０は、各電池ブロック１１における内部抵抗および満充電容量を取得する。ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１で取得した内部抵抗に基づいて、抵抗変化率Ｒｒを算出するとともに、ステップＳ１０１で取得した満充電容量に基づいて、容量変化率Ｓｒを算出する。抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒは、実施例１で説明した方法によって算出することができる。
　ステップＳ１０２の処理を行った後、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理を行う。ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算し、乗算した値が１であるか否かを判別する。
　実施例１で説明したように、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動しているとき、抵抗変化率Ｒｒは、「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」の値と等しくなる。また、容量変化率Ｓｒは、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値と等しくなる。ここで、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算することは、「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」および「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値を乗算することになり、乗算した値は１となる。
　ここで、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒの誤差を考慮して、誤差を許容する範囲（許容値β）を設定することができる。コントローラ４０は、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値が、許容範囲内に含まれているか否かを判別することができる。１に許容値βを加算した値を、許容範囲の上限値とし、１から許容値βを減算した値を、許容範囲の下限値とすることができる。
　抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値が、許容範囲内に含まれているときには、ステップＳ１０３の処理に進む。抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値が、許容範囲から外れているときには、図８に示す処理を終了する。ステップＳ１０３，ステップＳ１０４の処理は、実施例１（図４のステップＳ１０３，Ｓ１０４）で説明した処理と同様である。
　電流遮断器１２ｂが作動したときには、抵抗変化率Ｒｒが「Ｎ／（Ｎ－ｍ）」の値となるだけでなく、容量変化率Ｓｒが「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値となる。したがって、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒの両者の関係を確認することにより、電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別することができる。抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｃｒの両者を考慮することにより、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｃｒの一方だけを考慮する場合と比べて、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別する精度を向上させることができる。
　電池ブロック１１の劣化には、摩耗劣化だけでなく、上述したハイレート劣化が含まれることがある。また、単電池１２がリチウムイオン二次電池であるときには、電池ブロック１１の劣化には、リチウムの析出による劣化が含まれることがある。
　ハイレート劣化が発生すると、電池ブロック１１の内部抵抗は上昇し、摩耗劣化に相当する内部抵抗（図６に示す曲線Ｃ１）よりも高くなってしまう。一方、リチウムが析出すると、電池ブロック１１の満充電容量は低下し、摩耗劣化に相当する満充電容量（図７に示す曲線Ｃ２）よりも低くなってしまう。実施例１では、摩耗劣化だけを考慮しているため、ハイレート劣化が発生すると、電池ブロック１１の内部抵抗が図６に示す曲線Ｃ１から外れてしまうことがある。また、リチウムが析出すると、電池ブロック１１の満充電容量が図７に示す曲線Ｃ２から外れてしまうことがある。この場合には、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別するときに、誤った判別が行われてしまうおそれがある。
　本実施例では、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値が、許容範囲内に含まれているか否かを判別しているため、ハイレート劣化やリチウムの析出による影響を除外したうえで、電流遮断器１２ｂの作動状態を判別することができる。ハイレート劣化が発生するときの時定数と、リチウムの析出が発生するときの時定数は、一般的には互いに異なりやすい。言い換えれば、ハイレート劣化およびリチウムの析出は、同一のタイミングで発生しにくい。
　ハイレート劣化だけが発生すれば、電池ブロック１１の内部抵抗（抵抗変化率Ｒｒ）だけが変化し、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値は、許容範囲から外れることになる。また、リチウムの析出だけが発生すれば、電池ブロック１１の満充電容量（容量変化率Ｓｒ）だけが変化し、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値は、許容範囲から外れることになる。一方、電流遮断器１２ｂが作動したときには、電池ブロック１１の内部抵抗および満充電容量が共に変化するため、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値は許容範囲内に含まれることになる。したがって、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値が許容範囲内に含まれるか否かを判別すれば、ハイレート劣化やリチウムの析出による影響を除外した状態において、電流遮断器１２ｂの作動状態だけを判別することができる。
　本発明の実施例３である電池システムについて説明する。実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
　実施例１，２では、時刻ｔ１，ｔ２で取得した内部抵抗から抵抗変化率Ｒｒを算出し、抵抗変化率Ｒｒから遮断数ｍを算出している。本実施例では、複数の電池ブロック１１における内部抵抗を互いに比較することにより、遮断数ｍを算出するようにしている。この点について、具体的に説明する。
　組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１のうち、いずれかの電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動すると、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１の内部抵抗は、すべての電流遮断器１２ｂが作動していない電池ブロック１１の内部抵抗よりも高くなる。ここでは、組電池１０を構成する、すべての単電池１２の内部抵抗が等しいものとしている。言い換えれば、組電池１０を構成する、すべての電池ブロック１１の内部抵抗が等しいものとしている。
　すべての電池ブロック１１において、同一の時期に電流遮断器１２ｂが作動することは、ほとんど無く、組電池１０には、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１と、すべての電流遮断器１２ｂが作動していない電池ブロック１１とが混在する。
　したがって、任意の２つの電池ブロック１１における内部抵抗を比較すれば、内部抵抗が高い側の電池ブロック１１を特定することができる。言い換えれば、すべての電流遮断器１２ｂが作動していない電池ブロック１１の内部抵抗と、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１の内部抵抗とを比較することにより、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１を特定することができる。各電池ブロック１１の内部抵抗は、実施例１で説明した方法によって取得することができる。
　各電池ブロック１１の内部抵抗を他の電池ブロック１１の内部抵抗と比較することにより、遮断数ｍを算出することができる。具体的には、各電池ブロック１１の内部抵抗と、他の電池ブロック１１の内部抵抗とに基づいて、抵抗変化率Ｒｒを算出する。実施例１では、時刻ｔ１，ｔ２における内部抵抗から抵抗変化率Ｒｒを算出しているが、本実施例では、時刻ｔ１，ｔ２における内部抵抗の代わりに、２つの電池ブロック１１における内部抵抗を用いている。
　抵抗変化率Ｒｒを算出する方法は、実施例１で説明した方法と同様である。具体的には、実施例１で説明した式（２）を用いて、抵抗変化率Ｒｒを算出することができる。式（２）において、内部抵抗Ｒ１として、一方の電池ブロック１１の内部抵抗を用い、内部抵抗Ｒ２として、他方の電池ブロック１１の内部抵抗を用いることができる。２つの電池ブロック１１における内部抵抗から抵抗変化率Ｒｒを算出することにより、実施例１と同様に、抵抗変化率Ｒｒから遮断数ｍを算出することができる。
　一方、複数の電池ブロック１１における満充電容量に基づいて、遮断数ｍを算出することもできる。具体的には、各電池ブロック１１の満充電容量を取得し、各電池ブロック１１の満充電容量と、他の電池ブロック１１の満充電容量とに基づいて、容量変化率Ｓｒを算出する。実施例１では、時刻ｔ１，ｔ２における満充電容量から容量変化率Ｓｒを算出しているが、本実施例では、時刻ｔ１，ｔ２における満充電容量の代わりに、２つの電池ブロック１１における満充電容量を用いている。
　容量変化率Ｓｒを算出する方法は、実施例１で説明した方法と同様である。具体的には、実施例１で説明した式（３）を用いて、容量変化率Ｓｒを算出することができる。式（３）において、満充電容量Ｓ１として、一方の電池ブロック１１の満充電容量を用い、満充電容量Ｓ２として、他方の電池ブロック１１の満充電容量を用いることができる。２つの電池ブロック１１における満充電容量から容量変化率Ｓｒを算出することにより、実施例１と同様に、容量変化率Ｓｒから遮断数ｍを算出することができる。
　ここで、実施例２で説明したように、抵抗変化率Ｒｒおよび容量変化率Ｓｒを乗算した値を、１と比較することにより、電流遮断器１２ｂが作動状態にあるか否かを確認することができる。
　一方、各電池ブロック１１の内部抵抗ではなく、各電池ブロック１１の電圧変化量ΔＶに基づいて、遮断数ｍを算出することができる。各電池ブロック１１の電圧変化量ΔＶは、下記式（９）に基づいて算出することができる。
　ΔＶ＝Ｉ×Ｒ　・・・（９）
　式（９）において、Ｉは、各電池ブロック１１に流れる電流値であり、Ｒは、各電池ブロック１１の内部抵抗である。
　組電池１０では、複数の電池ブロック１１が直列に接続されているため、各電池ブロック１１に流れる電流値Ｉは等しくなる。このため、各電池ブロック１１の内部抵抗が変化すれば、内部抵抗の変化に応じて、各電池ブロック１１の電圧変化量ΔＶも変化することになる。このため、２つの電池ブロック１１における内部抵抗の比（抵抗変化率Ｒｒ）を用いる代わりに、２つの電池ブロック１１における電圧変化量ΔＶの比を用いることにより、遮断数ｍを算出することができる。
　ここで、電池ブロック１１の内部抵抗は、電池ブロック１１の温度やＳＯＣに依存する。このため、電圧変化量ΔＶを用いて遮断数ｍを算出するときには、複数の電池ブロック１１において、温度やＳＯＣが均等であることが好ましい。
　複数の電池ブロック１１に対して均等化処理を行うことにより、複数の電池ブロック１１において、ＳＯＣを均等化することができる。均等化処理では、各電池ブロック１１の電圧を検出し、電圧が高い側の電池ブロック１１を放電することにより、複数の電池ブロック１１における電圧を均等化することができる。複数の電池ブロック１１における電圧を均等化することにより、ＳＯＣを均等化することができる。
　一方、各電池ブロック１１に熱交換媒体を供給して、各電池ブロック１１の温度を調節することにより、複数の電池ブロック１１における温度を均等化することができる。複数の電池ブロック１１に対して複数の温度センサを配置しておけば、複数の温度センサによる検出結果から、複数の電池ブロック１１における温度が均等化されているか否かを確認することができる。
　電圧変化量ΔＶは、監視ユニット２０によって検出された各電池ブロック１１の電圧（ＣＣＶ；Closed Circuit Voltage）から、各電池ブロック１１のＯＣＶを減算した値である。電池ブロック１１のＯＣＶを取得する方法については、実施例１で説明した方法と同様である。
　電池ブロック１１のＣＣＶおよびＯＣＶから算出される電圧変化量ΔＶに基づいて、遮断数ｍを算出することにより、遮断数ｍを算出するときに、電流センサ３１による検出値を用いなくてもよい。これにより、電流センサ３１による検出誤差を無視することができる。
　本実施例では、２つの電池ブロック１１における内部抵抗（又は電圧変化量）や満充電容量を比較するだけであるため、実施例１で説明したように、過去の内部抵抗や満充電容量に関する情報をメモリ４１に記憶させなくてもよい。これにより、メモリ４１に記憶させる情報量を低減することができる。
 

Claims (10)

  1. 　並列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ有し、直列に接続された複数の蓄電ブロックと、
    　前記各蓄電ブロックの状態を判別するコントローラと、を有し、
    　前記各蓄電素子は、前記蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有しており、
    　前記コントローラは、
    　前記各蓄電ブロックの内部抵抗および満充電容量の少なくとも一方のパラメータを取得し、
    　取得した前記パラメータと、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおける前記パラメータの基準値との間の変化率を用いて、前記各蓄電ブロックにおいて、遮断状態にある前記電流遮断器の数である遮断数を特定することを特徴とする蓄電システム。
  2. 　前記コントローラは、現在の前記パラメータと、前記基準値としての過去の前記パラメータとの間の変化率を用いて、前記遮断数を特定することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
  3. 　前記基準値は、他の前記蓄電ブロックにおける前記パラメータであることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
  4. 　前記基準値は、前記蓄電ブロックの劣化に応じて変化し、予め特定された前記パラメータであることを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
  5. 　前記コントローラは、前記各蓄電ブロックの内部抵抗を取得し、取得した内部抵抗が、前記蓄電ブロックの劣化に伴う内部抵抗よりも高いとき、前記遮断数の特定を行うことを特徴とする請求項４に記載の蓄電システム。
  6. 　前記コントローラは、前記各蓄電ブロックの満充電容量を取得し、取得した満充電容量が、前記蓄電ブロックの劣化に伴う満充電容量よりも低いとき、前記遮断数の特定を行うことを特徴とする請求項４に記載の蓄電システム。
  7. 　前記コントローラは、前記内部抵抗の値として、前記各蓄電ブロックの内部抵抗の変化に応じて変化する電圧変化量の値を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  8. 　前記コントローラは、前記内部抵抗に関する前記変化率と、前記満充電容量に関する前記変化率とを乗算した値が、１を基準とした許容範囲内に含まれるとき、前記遮断数の特定を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  9. 　前記電流遮断器は、溶断によって前記電流経路を遮断するヒューズ、温度上昇に伴う抵抗の上昇によって前記電流経路を遮断するＰＴＣ素子又は、前記蓄電素子の内圧が上昇することに応じて変形し、前記電流経路を遮断する電流遮断弁であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  10. 　並列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ有し、直列に接続された複数の蓄電ブロックの状態を判別する方法であって、
    　前記各蓄電素子は、前記蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有しており、
    　前記各蓄電ブロックの内部抵抗および満充電容量の少なくとも一方のパラメータを取得し、
    　取得した前記パラメータと、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおける前記パラメータの基準値との間の変化率を用いて、前記各蓄電ブロックにおいて、遮断状態にある前記電流遮断器の数である遮断数を特定することを特徴とする判別方法。
     
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