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JP2001196102A - 組電池制御装置 - Google Patents

組電池制御装置

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JP2001196102A
JP2001196102A JP2000322921A JP2000322921A JP2001196102A JP 2001196102 A JP2001196102 A JP 2001196102A JP 2000322921 A JP2000322921 A JP 2000322921A JP 2000322921 A JP2000322921 A JP 2000322921A JP 2001196102 A JP2001196102 A JP 2001196102A
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battery
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利明 中西
Masahiro Takada
雅弘 高田
Hirotaka Ishihara
広隆 石原
Kiwamu Inui
究 乾
Kunio Kanamaru
邦郎 金丸
Yoshiteru Kikuchi
義晃 菊池
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単電池の温度が上昇した際に組電池の入出力
を抑制して異常状態に至らないように制御することがで
きる組電池制御装置を提供する。 【解決手段】 組電池１０は、直列に接続された複数の
ブロック１０Ａを含み、複数のブロック１０Ａのそれぞ
れは、直列に接続された複数の単電池１０Ｂを含み、組
電池制御装置１００は、組電池１０の電力の入出力を制
御する電池電力入出力部１と、複数のブロック１０Ａの
それぞれのブロック電圧を検出するブロック電圧検出部
２と、組電池１０の電池電流を検出する電池電流検出部
３と、ブロック電圧と電池電流とに基づいて、単電池１
０Ｂの異常昇温を検出する異常昇温検出部４と、異常昇
温検出部４による異常昇温の検出結果に基づいて、電池
電力入出力部１を制御する車両制御部５とを備え、異常
昇温検出部４は、ブロック電圧と電池電流とに基づいて
複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗を演算する
内部抵抗演算部４Ａを含み、異常昇温検出部４は、複数
のブロック１０Ａのそれぞれの内部抵抗と所定のしきい
値とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、組電池制御装置に
関し、特に組電池を構成する多数の単電池もしくはモジ
ュール電池の内、少なくとも１つが異常昇温したとき
に、これを検出する組電池制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平１０−２７００９４号公報には、
電池の異常昇温検出装置が開示されている。上記特開平
１０−２７００９４号公報に開示された異常昇温検出装
置では、複数個の単電池の各々に昇温時に電気抵抗が急
激に増大する温度センサを外部から取り付け、直列接続
した全温度センサ抵抗値を測定し、単電池の異常昇温を
検出する。単電池の異常昇温を検出する目的は、安全性
の確保のためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した特開平
１０−２７００９４号公報に開示された従来の異常昇温
検出装置では、単電池の異常昇温を検出するためだけに
複数個の単電池の各々に温度センサを取り付けなければ
ならないので、不経済である。
【０００４】また、単電池が高温に達した事を検出した
時点で、組電池の入出力を制御することには触れていな
い。
【０００５】温度センサは単電池の個数分だけ直列に接
続されているため、組電池全体の温度センサの抵抗値
は、１個の温度センサの抵抗値に単電池の個数を乗じた
値になる。
【０００６】従って単電池の温度が異常値に変化したと
き、変曲点で急激に抵抗値の変化が起こる温度センサを
用いないと組電池全体の温度変化による抵抗値変化に埋
もれてしまい異常を検出できない。
【０００７】単電池の温度上昇が小さいならば、温度セ
ンサの抵抗値は変曲点に達しないから、温度センサの抵
抗値は組電池全体の温度センサの抵抗値の変化の中に埋
もれてしまい、単電池の微少な抵抗値の変化を検出して
単電池の入出力を段階的に制御することはできない。
【０００８】本発明は上記課題を解決するために為され
た。
【０００９】本発明の目的は、複数個の単電池の各々に
温度センサを取り付ける必要のない経済的な組電池制御
装置を提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、単電池の温度が上昇
した際に組電池の入出力を抑制して異常状態に至らない
ように制御することができる組電池制御装置を提供する
ことにある。
【００１１】本発明のさらに他の目的は、単電池温度の
上昇を抑制して、組電池をより長く使用することができ
る組電池制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る組電池制御
装置は、組電池の入出力を制御する組電池制御装置であ
って、前記組電池は、直列に接続された複数のブロック
を含み、前記複数のブロックのそれぞれは、直列に接続
された複数の電池を含み、前記組電池制御装置は、前記
組電池の電力の入出力を制御する電池電力入出力制御手
段と、前記複数のブロックのそれぞれのブロック電圧を
検出するブロック電圧検出手段と、前記組電池の電池電
流を検出する電池電流検出手段と、前記ブロック電圧と
前記電池電流とに基づいて、前記電池の内部抵抗の異常
上昇を検出する異常昇温検出手段と、前記異常昇温検出
手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電
池電力入出力制御手段を制御する車両制御手段と、を備
え、前記異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧と前記
電池電流とに基づいて前記複数のブロックのそれぞれの
内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段を含み、前記異常
昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞれの前記
内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて前記電池の内部
抵抗の異常上昇を検出し、そのことにより上記目的が達
成される。
【００１３】前記組電池制御装置は、前記組電池の電池
温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、前記異
常昇温検出手段は、前記組電池の電池温度に基づいて前
記しきい値を設定するしきい値設定手段をさらに含み、
前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞ
れの前記内部抵抗と前記しきい値設定手段により設定さ
れた前記しきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異
常上昇を検出してもよい。
【００１４】前記車両制御手段は、前記異常昇温検出手
段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、段階的に
前記電池電力入出力制御手段を制御してもよい。
【００１５】前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロ
ックのそれぞれの前記ブロック電圧の平均値と分散σ2
とを演算する分散演算手段と、前記複数のブロックのそ
れぞれの前記ブロック電圧と前記平均値と前記分散σ2
とに基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する
分散異常昇温検出手段とをさらに含み、前記車両制御手
段は、前記分散異常昇温検出手段による前記異常上昇の
検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制
御してもよい。
【００１６】前記分散異常昇温検出手段は、前記ブロッ
ク電圧の少なくとも１つが充電時に所定値以上であるか
否か、もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基づ
いて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出してもよ
い。
【００１７】前記分散演算手段は、第１タイミングにお
ける前記ブロック電圧と第２タイミングにおける前記ブ
ロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値お
よび前記電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、前記
分散異常昇温検出手段は、前記電圧差と前記電圧差平均
値と前記電圧差分散とに基づいて、前記電池の内部抵抗
の異常上昇を検出してもよい。
【００１８】前記第１タイミングは、前記電池電流検出
手段により検出される電池電流が実質的に零であるタイ
ミングを含んでもよい。
【００１９】前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロ
ックのそれぞれの低残存容量判定と高残存容量判定とに
基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する残存
容量異常昇温検出手段をさらに含み、前記車両制御手段
は、前記残存容量異常昇温検出手段による前記異常上昇
の検出結果に基づいて、前記電池電力入出力制御手段を
制御してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、実施の
形態１に係る組電池制御装置１００の構成例で、本発明
の組電池制御装置が搭載されたハイブリット自動車にお
ける構成を示す。組電池制御装置１００は、組電池１０
の入出力を制御する。組電池１０は、直列に接続された
複数のブロック１０Ａを含む。複数のブロック１０Ａの
それぞれは、直列に接続された複数の単電池１０Ｂを含
む。
【００２１】組電池制御装置１００は、組電池１０の電
力の入出力を制御する電池電力入出力部１と、複数のブ
ロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧を検出するブロ
ック電圧検出部２と、組電池１０の電池電流を検出する
電池電流検出部３と、ブロック電圧と電池電流とに基づ
いて、単電池１０Ｂの異常昇温を検出する異常昇温検出
部４と、異常昇温検出部４による異常昇温の検出結果に
基づいて、電池電力入出力部１を制御する車両制御部５
と組電池１０の電池温度を検出する電池温度検出部６と
を備える。
【００２２】異常昇温検出部４は、ブロック電圧と電池
電流とに基づいて複数のブロック１０Ａのそれぞれの内
部抵抗を演算する内部抵抗演算部４Ａと、組電池１０の
電池温度に基づいてしきい値を設定するしきい値設定部
４Ｂと、複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電
圧の平均値と分散σ2とを演算する分散演算部４Ｃと、
複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧と平均
値と分散σ2とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検
出する分散異常昇温検出部４Ｄと、複数のブロック１０
Ａのそれぞれの残存容量に基づいて単電池１０Ｂの異常
昇温を検出する残存容量異常昇温検出部４Ｅとを含む。
【００２３】電池電力入出力部１は、ハイブリッド自動
車のインバータ１Ａとモータジェネレータ１Ｂとを含
む。モータジェネレータ１Ｂは、トランスミッション１
１を介してエンジン１２を駆動する。エンジン制御部１
３は、車両制御部５の出力に基づいてエンジン１２を制
御する。車両制御部５は、アクセルペダル７、ブレーキ
ペダル８、シルトレバー９および電池残存容量検出部１
４に接続される。
【００２４】異常昇温検出部４は、複数のブロック１０
Ａのそれぞれの内部抵抗としきい値設定部４Ｂにより設
定されたしきい値とに基づいて単電池１０Ｂの異常昇温
を検出する。
【００２５】車両制御部５は、異常昇温検出４による異
常昇温の検出結果に基づいて、電池電力入出力部１を制
御する。車両制御部５は、アクセルペダル７の出力、ブ
レーキペダル８の出力、シルトレバー９の出力および電
池残存容量検出部１４の出力に基づいて、インバータ１
Ａの電流量を制御する。インバータ１Ａの電流量を制御
し、モータジェネレータ１Ｂを発電機もしくは電動機と
して制御することで、組電池１０の充放電を行う。
【００２６】ブロック電圧検出部２は、複数のブロック
１０Ａのそれぞれのブロック電圧をＡ／Ｄ変換する。異
常昇温検出部４は、複数のブロック１０Ａのそれぞれの
内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて単電池１０Ｂの
異常昇温を検出する。電池温度検出部６は、組電池１０
の電池温度をサーミスタで測定し、Ａ／Ｄ変換して異常
昇温検出部４に出力する。
【００２７】しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値
は、単電池１０Ｂの構成材料もしくは単電池１０Ｂが接
触する材料が、組電池１０の電池温度で適しているかど
うかで決めれば良い。特にしきい値を単電池１０Ｂ内部
の構成部品が特性の変曲点温度以下になるように定めれ
ば、ＩＲが上昇した単電池１０Ｂの加速度的な劣化を防
止することができる。その結果、組電池１０の寿命を延
命することができる。
【００２８】しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値
は、ＩＲが上昇した単セル（単電池１０Ｂ ）自身の発
熱（反応熱とジュール熱との和）と、単電池１０Ｂの熱
容量と周囲に拡散する熱との和から演算して求めること
もできる。しきい値設定部４Ｂが設定するしきい値は、
予めＩＲの大きい単電池を作成して実験により求めても
良い。しきい値が求まったら、ＩＲ判定しきい値マップ
や、出力制限マップに求めたしきい値を反映させる。
【００２９】分散異常昇温検出部４Ｄは、ブロック電圧
の少なくとも１つが充電時に所定値以上であるか否か、
もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基づいて、
単電池１０Ｂの異常昇温を検出する。車両制御部５は、
分散異常昇温検出部４Ｄによる異常昇温の検出結果に基
づいて、電池電力入出力部１を制御する。
【００３０】組電池１０の中で１つもしくは少数の単電
池１０Ｂが異常昇温となる不具合には、組電池１０の全
体で温度が上昇する場合と異なり、以下の原因が考えら
れる。
【００３１】１）単電池の自己短絡 単電池１０Ｂの自己短絡の際には単電池１０Ｂの内部の
極板同士が短絡しているので、単電池１０Ｂの自己短絡
を検出できても外部でそれを検出し入出力を遮断しても
事態の悪化を防ぐことはできない。
【００３２】２）単電池の過充電 単電池１０Ｂの過充電は、単電池１０Ｂの自己放電のば
らつきが極めて大きい場合等に起こる。しかし、一般に
は組電池のうち、１個だけ充電効率が良いというのは極
めてまれであり、通常は、充電時の組電池１０全体のＩ
Ｖ特性変化によりブロック１０Ａの過充電として検出す
ることができる。
【００３３】３）単電池１０Ｂの過放電や過充電、電槽
割れの結果として起こる液枯れセルのジュール発熱 ４）長期使用、長期放置による極板の活性度の低下およ
び正負極板間のセパレータ中の電解液の減少により劣化
したセルのジュール発熱 複数個の単電池の各々に温度センサを設ける従来の異常
昇温検出装置により検出することができ、入出力の遮断
によって事態の悪化を防ぐことができるのは、３）およ
び４）である。
【００３４】３）および４）はいずれも、単電池１０Ｂ
の内部抵抗（以下「ＩＲ」という。）の上昇を検出する
ことができれば代替機能が実現できる。
【００３５】内部抵抗演算部４Ａは、車両走行時の電池
電流と各ブロック１０Ａのブロック電圧との電流電圧特
性（ＩＶ特性）に基づいて複数のブロック１０Ａのそれ
ぞれのＩＲ（傾き）を最小自乗法により演算する。しき
い値設定部４Ｂは、温度検出部６により検出された組電
池１０の電池温度に基づいてしきい値を設定する。
【００３６】異常昇温検出部４は、内部抵抗演算部４Ａ
により演算された複数のブロック１０ＡのそれぞれのＩ
Ｒがしきい値設定部４Ｂにより設定されたしきい値以上
となったら、組電池１０の入出力を制限するための信号
を車両制御部５に出力する。
【００３７】実施の形態１に係る組電池の制御の手順を
説明する。図２は、実施の形態１に係る組電池の制御の
手順を示すフローチャートである。図３は、組電池の制
御における各ブロックの電圧、電流および温度の取得処
理の手順を示すフローチャートである。図４は、内部抵
抗温度補正処理の手順を示すフローチャートである。図
５は、電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフロー
チャートである。図６は、電池の内部抵抗と電池の表面
温度との関係を示すグラフである。
【００３８】図２は本発明の一実施例の動作を示す、１
秒毎に実施される内容のフローチャートである。
【００３９】変数ＴＢ＿ＢＵＦは、ＴＢ用バッファを表
す。変数ＩＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎブロックの電
流の和を表す。変数Ｉ2ＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎ
ブロックの電流の２乗の和を表す。変数ＴＢ［ｉ］は、
組電池の代表温度を表す。組電池の代表温度は、図１お
よび図３に示される温度検出部６で取得される。変数Ｖ
ＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のブロック電圧の和を表す。
変数Ｖ［ｎ、ｉ］は、ｎブロック、ｉ秒（ｎ＝１〜１
０、ｉ＝１〜６０秒）の時のブロック電圧を表す。変数
ＩＶＳＵＭ［ｎ］は、６０秒間のｎブロックの電流と電
圧との積の和を表す。
【００４０】タイマ変数ｉを更新した後（Ｓ２０１）、
各ブロック１０Ａに対応する電圧検出部２は各ブロック
１０Ａの電圧を検出する。電流検出部３は組電池１０の
電流を検出する。温度検出部６は組電池１０の温度を検
出する（Ｓ２０２）。
【００４１】タイマ変数ｉが６０未満である場合には、
処理を終了する（Ｓ２０３でＹＥＳ）。タイマ変数ｉが
６０以上である場合には（Ｓ２０３でＮＯ）、タイマ変
数ｉおよびブロック番号カウンタｎに０を代入し、変数
ＴＢ＿ＢＵＦに０を代入する（Ｓ２０４）。
【００４２】ブロック番号カウンタｎを更新し（Ｓ２０
５）、更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下で
ある場合には（Ｓ２０６でＹＥＳ）、変数ＩＳＵＭ
［ｎ］、変数Ｉ2ＳＵＭ［ｎ］、変数ＶＳＵＭ［ｎ］、
変数ＩＶＳＵＭ［ｎ］および内部抵抗ＩＲ［ｎ］に０を
代入する（Ｓ２０７）。
【００４３】ブロック番号カウンタｎをゼロクリアした
後（Ｓ２０８）、ブロック番号カウンタｎを更新する
（Ｓ２０９）。更新されたブロック番号カウンタｎが１
０以下である場合には（Ｓ２１０でＹＥＳ）、変数ＴＢ
＿ＢＵＦに変数ＴＢ［ｉ］を、変数ＩＳＵＭ［ｎ］に変
数Ｉ［ｉ］を、変数Ｉ2ＳＵＭ［ｎ］に変数Ｉ［ｉ］を
それぞれ加える（Ｓ２１１）。
【００４４】タイマ変数ｉを更新し（Ｓ２１２）、タイ
マ変数ｉが６０未満であるか否かを判断する（Ｓ２１
３）。タイマ変数ｉが６０未満である場合には、Ｓ２０
９へ戻る。
【００４５】タイマ変数ｉが６０未満でない場合には、
変数ＶＳＵＭ［ｎ］に変数Ｖ［ｎ、ｉ］を加算し、変数
ＩＶＳＵＭ［ｎ］に変数Ｉ［ｉ］・Ｖ［ｎ、ｉ］を加算
し（Ｓ２１４）、Ｓ２１２へ戻る。
【００４６】更新されたブロック番号カウンタｎが１０
以下でない場合には（Ｓ２１０でＮＯ）、ブロック番号
カウンタｎにΦを代入し、変数ＴＢに変数ＴＢ＿ＢＵＦ
／１０を代入する（Ｓ２１５）。
【００４７】ブロック番号カウンタｎを更新し（Ｓ２１
６）、更新されたブロック番号カウンタｎが１０以下で
ある場合には（Ｓ２１７でＹＥＳ）、変数ＩＳＵＭ、変
数ＶＳＵＭ、変数ＩＶＳＵＭおよび変数Ｉ2ＳＵＭに基
づいて、内部抵抗ＩＲ［ｎ］を算出する（Ｓ２１８）。
その後Ｓ２１６へ戻る。
【００４８】更新されたブロック番号カウンタｎが１０
以下でない場合には（Ｓ２１７でＮＯ）、タイマ変数ｉ
をゼロクリアし（Ｓ２１９）、内部抵抗温度補正処理が
実行される（Ｓ２２０）。
【００４９】電池残存容量が３０％と８０％との間の範
囲にない場合には（Ｓ２２１でＮＯ）、処理を終了す
る。電池残存容量が３０％と８０％との間の範囲にある
場合には（Ｓ２２１でＹＥＳ）、電池入出力演算処理が
実行される（Ｓ２２２）。異常昇温検出部４は、電池入
出力値ＩＭＡＸを車両制御部５へ出力し（Ｓ２２３）、
処理は終了する。
【００５０】図３を参照して、各ブロックの電圧・電流
・温度取得処理（Ｓ２０２）をさらに詳細に説明する。
ブロック番号カウンタｎをクリアする（Ｓ３０１）。変
数Ｖ［ｎ、ｉ］に電圧検出部２により検出されたブロッ
ク電圧を代入し、ブロック番号カウンタｎを更新する
（Ｓ３０２）。ブロック番号カウンタｎが１０以下であ
る場合には（Ｓ３０３でＹＥＳ）、Ｓ３０２を繰り返
す。
【００５１】ブロック番号カウンタｎが１０以下でない
場合には（Ｓ３０３でＮＯ）、変数Ｉ［ｉ］に電流検出
部３により検出された組電池１０の電流値を代入し、変
数ＴＢ［ｉ］に温度検出部６により検出された組電池１
０の代表温度を代入し（Ｓ３０４）、各ブロックの電圧
・電流・温度取得処理を終了する。
【００５２】図４および図６を参照して、内部抵抗温度
補正処理（Ｓ２２０）をさらに詳細に説明する。ブロッ
ク番号カウンタｎをクリアする（Ｓ４０１）。ブロック
番号カウンタｎを更新した後（Ｓ４０２）、内部抵抗Ｉ
Ｒ（ｎ）を内部抵抗温度特性近似関数ｆ（ＴＢ）、ｆ
（２０）により補正する（Ｓ４０３）。
【００５３】図６に示すように、内部抵抗は電池の温度
によって変化する。このため、内部抵抗温度特性近似関
数ｆ（ＴＢ）を用いて内部抵抗を補正する。ブロック番
号カウンタｎが１０以下である場合には（Ｓ４０４でＹ
ＥＳ）、Ｓ４０２へ戻る。ブロック番号カウンタｎが１
０以下でない場合には（Ｓ４０４でＮＯ）、内部抵抗温
度補正処理を終了する。
【００５４】図５を参照して、電池入出力制限信号演算
処理（Ｓ２１７）をさらに詳細に説明する。ブロック番
号カウンタｎをクリアする（Ｓ５０１）。ブロック番号
カウンタｎを更新した後（Ｓ５０２）、内部抵抗ＩＲ
［ｎ］が１２０以下である場合には（Ｓ５０３でＮ
Ｏ）、ブロック番号カウンタｎが１０以下であるか否か
を判断する（Ｓ５０４）。
【００５５】ブロック番号カウンタｎが１０以下である
場合には（Ｓ５０４でＹＥＳ）、Ｓ５０２へ戻る。ブロ
ック番号カウンタｎが１０以下でない場合には（Ｓ５０
４でＮＯ）、変数ＦＬＡＧ＿ＣＨＧおよび変数ＦＬＡＧ
＿ＤＣＨＧに電池入出力制限信号を出力しない事を表す
１を代入し（Ｓ５０５）、電池入出力制限信号演算処理
を終了する。
【００５６】内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０よりも大きい
場合には（Ｓ５０３でＹＥＳ）、変数ＦＬＡＧ＿ＣＨＧ
および変数ＦＬＡＧ＿ＤＣＨＧに電池入出力制限信号を
出力する事を表す０を代入し（Ｓ５０６）、電池入出力
制限信号演算処理を終了する。
【００５７】図７は、実施の形態１に係る正常電池にお
ける電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフである。
図８は、正常電池における内部抵抗の走行ログを示すグ
ラフである。図９は、実施の形態１に係る抵抗異常電池
を含む組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示
すグラフである。図１０は、抵抗異常電池を含む組電池
における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。
【００５８】図７および図９を参照して、組電池１０が
正常である場合には、各ブロック１０Ａに対応するブロ
ック電圧ＶＢ１〜ＶＢ８は、図７に示すように実質的に
等しい。一方、抵抗異常電池を含む組電池では、図９に
示すように抵抗異常電池を含むブロック（図９に示す例
ではブロック７）に対応するブロック電圧ＶＢ７は、抵
抗異常電池を含まないブロック（図９に示す例ではブロ
ック１〜ブロック６およびブロック８〜ブロック１０）
に対応するブロック電圧ＶＢ１〜ＶＢ６およびブロック
電圧ＶＢ８〜ＶＢ１０と異なる値を示す。
【００５９】図８および図１０を参照して、組電池１０
が正常である場合と抵抗異常電池を含む組電池との各ブ
ロックの内部抵抗値を説明する。組電池１０が正常であ
る場合には、各ブロック１０Ａに対応する内部抵抗ＩＲ
１〜ＩＲ１０は、図８に示すように実質的に等しい。一
方、抵抗異常電池を含む組電池では、図１０に示すよう
に抵抗異常電池を含むブロック（図１０に示す例ではブ
ロック７）に対応する内部抵抗ＩＲ７は、抵抗異常電池
を含まないブロック（図１０に示す例ではブロック１〜
ブロック６およびブロック８〜ブロック１０）に対応す
る内部抵抗ＩＲ１〜ＩＲ６および内部抵抗ＩＲ８〜ＩＲ
１０と異なる値を示す。
【００６０】図１１は、抵抗異常電池を含む組電池にお
ける電池ブロック電圧の走行ログの他の例を示すグラフ
である。図９に示す走行ログの例と同様に、抵抗異常電
池を含むブロック（図１１に示す例ではブロック７）に
対応するブロック電圧ＶＢ７は、抵抗異常電池を含まな
いブロック（図１１に示す例ではブロック１〜ブロック
６およびブロック８〜ブロック１０）に対応するブロッ
ク電圧ＶＢ１〜ＶＢ６およびブロック電圧ＶＢ８〜ＶＢ
１０と異なる値を示す。
【００６１】以上のように実施の形態１によれば、異常
昇温検出部４は複数のブロック１０Ａのそれぞれの内部
抵抗としきい値設定部４Ｂにより設定されたしきい値と
に基づいて単電池１０Ｂの異常昇温を検出し、車両制御
部５は、異常昇温検出部４による異常昇温の検出結果に
基づいて、電池電力入出力部１を制御するので、複数個
の単電池１０Ｂの各々に温度センサを取り付ける必要が
ない。このため、経済的に組電池１０を制御することが
できる。
【００６２】（実施の形態２）実施の形態２が実施の形
態１と異なる点は、組電池１０の入出力が段階的に制限
される点である。車両制御部５は、異常昇温検出４によ
る異常昇温の検出結果に基づいて、段階的に電池電力入
出力部１を制御する。
【００６３】図１２は、実施の形態２に係る組電池の制
御における電池入出力制限信号演算処理の手順を示すフ
ローチャートである。実施の形態１で図２〜図５を参照
して前述した組電池の制御の手順のうち実施の形態２が
実施の形態１と異なる点は、電池入出力制限信号演算処
理である。電池入出力制限信号演算処理以外の処理は実
施の形態１で前述した処理と同一であるので説明を省略
する。
【００６４】図１２を参照して、内部抵抗ＩＲに応じた
電流最大値がＳ１２０３〜Ｓ１２１２で演算される。最
大電流値ＭＩＮ値がＳ１２１３〜Ｓ１２１９で選択され
る。
【００６５】単電池の不具合判定を実行したか否かが判
定される（Ｓ１２０１）。単電池の不具合判定を実行し
なかったと判定された場合には（Ｓ１２０１でＮＯ）、
変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５
５を代入する（Ｓ１２０２）。
【００６６】単電池の不具合判定を実行したと判定され
た場合（Ｓ１２０１でＹＥＳ）、または変数ＩＣＨＧＭ
ＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５５を代入した場
合には（Ｓ１２０２）、ブロック番号カウンタｎをクリ
アする（Ｓ１２０３）。
【００６７】ブロック番号カウンタｎを更新した後、変
数ＩＣＨＧＭＡＸおよび変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに２５５
を代入する（Ｓ１２０４）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１４
０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２０５）。内部
抵抗ＩＲ［ｎ］が１４０よりも大きい場合には、変数Ｉ
ＣＨＧＭＡＸ［ｎ］および変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］
をクリアする（Ｓ１２０８）。
【００６８】内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１４０以下である場
合には、内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０よりも大きいか否
かを判断する（Ｓ１２０６）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１
２０よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］
に５を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−５を代
入する（Ｓ１２０９）。
【００６９】内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１２０以下である場
合には、内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１１０よりも大きいか否
かを判断する（Ｓ１２０７）。内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１
１０よりも大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］
に１０を代入し、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−１０
を代入する（Ｓ１２１０）。
【００７０】変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］および変数ＩＤ
ＣＨＧＭＡＸ［ｎ］をクリアした場合（Ｓ１２０８）、
変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に５を代入し、変数ＩＤＣＨ
ＧＭＡＸ［ｎ］に−５を代入した場合（Ｓ１２０９）、
または変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に１０を代入し、変数
ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］に−１０を代入した場合（Ｓ１
２１０）には、単電池の不具合判定を実行する（Ｓ１２
１１）。
【００７１】単電池の不具合判定を実行した場合（Ｓ１
２１１）、または内部抵抗ＩＲ［ｎ］が１１０以下であ
る場合（Ｓ１２０７でＮＯ）には、ブロック番号カウン
タｎが１０以下であるか否かを判断する（Ｓ１２１
２）。
【００７２】ブロック番号カウンタｎが１０以下である
場合には、Ｓ１２０３へ戻る。ブロック番号カウンタｎ
が１０以下でない場合には、ブロック番号カウンタｎを
クリアする（Ｓ１２１３）。
【００７３】ブロック番号カウンタｎを更新した後（Ｓ
１２１４）、変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ
［ｎ］よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２１５）。
変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも
大きい場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸに変数ＩＣＨＧＭ
ＡＸ［ｎ］を代入する（Ｓ１２１６）。
【００７４】変数ＩＣＨＧＭＡＸが変数ＩＣＨＧＭＡＸ
［ｎ］よりも大きくない場合、変数ＩＣＨＧＭＡＸに変
数ＩＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入した場合には、変数ＩＤ
ＣＨＧＭＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも小さ
いか否かを判断する（Ｓ１２１７）。変数ＩＤＣＨＧＭ
ＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］よりも小さい場合に
は、変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ
［ｎ］を代入する（Ｓ１２１８）。
【００７５】変数ＩＤＣＨＧＭＡＸが変数ＩＤＣＨＧＭ
ＡＸ［ｎ］よりも小さくない場合、変数ＩＤＣＨＧＭＡ
Ｘに変数ＩＤＣＨＧＭＡＸ［ｎ］を代入した場合には、
ブロック番号カウンタｎが１０以下であるか否かを判断
する（Ｓ１２１９）。
【００７６】ブロック番号カウンタｎが１０以下である
場合には、Ｓ１２１４へ戻る。ブロック番号カウンタｎ
が１０以下でない場合には、変数ＩＣＨＧＭＡＸおよび
変数ＩＤＣＨＧＭＡＸに基づいて信号を出力し（Ｓ１２
２０）、電池入出力制限信号演算処理を終了する。
【００７７】実施の形態２によれば、ＩＲの上昇に応じ
て段階的に充放電電流を制限するので、単に単電池１０
Ｂの異常昇温を防ぐことができるだけでなく、以下の効
果を得ることができる。
【００７８】１）単電池１０ＢのＩＲが異常に上昇した
場合であっても、単電池１０Ｂ内部の部品に適した温度
以下に単電池１０Ｂの温度を制限するように、単電池１
０Ｂを制御することができる。単電池１０ＢのＩＲの異
常上昇を検出し組電池１０の入出力を制限することによ
り、単電池１０Ｂの活物質が変性して単電池１０Ｂの性
能が加速度的に劣化するような温度以下で組電池１０を
使用すれば、組電池１０の寿命を延命することができ
る。
【００７９】単電池１０Ｂの内部に設けられた正極と負
極との極板間のセパレータの軟化温度以下で、組電池１
０を使用するようにすれば、単電池１０Ｂの正負極板間
の内部短絡の発生確率を減らすことができる。
【００８０】２）単電池１０ＢのＩＲの上昇を検出して
組電池１０の入出力を制限すれば、単電池１０Ｂが異常
温度に達しないように組電池１０を継続して使用するこ
とができる。例えば、ハイブリッド車の電池のような用
途では、従来の異常昇温検出装置では単電池１０Ｂがあ
る一定レベルの高温に達するまで異常を検出できないの
で、異常が検出された際は車両の動力源である組電池１
０を即遮断する必要がある。
【００８１】実施の形態２によれば、単電池１０Ｂの温
度上昇を直接測定することはできないが、単電池１０Ｂ
の温度上昇をＩＲから推定し、組電池１０の入出力を段
階的に制限することにより、組電池１０の使用時間を延
長し継続使用することができる。
【００８２】図６に示したようにニッケル水素単電池等
はＩＲは電池温度が上昇すると低下する傾向があり、不
具合によりＩＲ上昇した電池であっても同じ傾向が見ら
れる。したがってしばらく走行しＩＲが小さくなったか
らといって、簡単にとりはらうと単電池の温度が上昇し
ているかもしれず、慎重に判定する必要がある。本実施
例では、図１２の開始後に過去に単電池不具合判定した
場合は入出力を元にもどさない処理を行ない、誤判定を
防いでいる。
【００８３】（実施の形態３）実施の形態３が実施の形
態１と異なる点は、分散演算部４Ｃが複数のブロック１
０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σとを演
算し、分散異常昇温検出部４Ｄが複数のブロック１０Ａ
のそれぞれのブロック電圧の平均値と分散σとに基づい
て単電池１０Ｂの異常昇温を検出する点である。
【００８４】実施の形態３では、複数のブロック１０Ａ
のそれぞれのブロック電圧のばらつきを統計的に処理
し、著しく外れたものがある場合に不具合判定し、組電
池１０の入力と出力とを制限する。
【００８５】分散異常昇温検出部４Ｄは、複数のブロッ
ク１０Ａのそれぞれのブロック電圧の少なくとも１つが
充電時に＋２．５σ以上であるとき、もしくは放電時に
−２．５σ以上であるときに、車両制御部５に組電池１
０の入出力を制限する信号を出力する。
【００８６】実施の形態３では、単電池１０Ｂは本来特
性のそろったものである事に着目して不具合電池を判定
する。画一的なしきい値設定をして不具合判定を行う
と、電池温度や電池残存容量の影響、劣化や低温でのＩ
Ｒのばらつきを考慮すると条件が複雑であり、膨大なデ
ータが必要となるので、電池特性のデータ取得のための
実験の手間や演算するＣＰＵの負荷が大きくなるからで
ある。
【００８７】図１３は、実施の形態３に係る組電池の制
御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャー
トである。図１４は、組電池の制御における変数初期化
処理の手順を示すフローチャートである。図１５は、セ
ル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【００８８】図１３を参照して、内部変数ｓｕｍ＿ｖ、
ｓｕｍ＿ｖおよびタイマ変数ｉが初期化される（Ｓ１３
０１）。内部変数ｓｕｍ＿ｖに変数Ｖ＿ｉが加算され、
内部変数ｓｕｍ＿ｖ２に（Ｖｉ×Ｖｉ）が加算され、タ
イマ変数ｉが更新される（Ｓ１３０２）。タイマ変数ｉ
が１０でない場合には（Ｓ１３０３でＮＯ）、Ｓ１３０
２を繰り返す。
【００８９】タイマ変数ｉが１０である場合には（Ｓ１
３０３でＹＥＳ）、変数ａｖｅ＿ｖに内部変数ｓｕｍ＿
ｖ を１０で除した値が代入され、変数ｓ１に内部変数
ｓｕｍ＿ｖと内部変数ｓｕｍ＿ｖ２とに基づいた値が代
入され、変数ｓ＿ｖに変数ｓ１に基づいた値が代入され
る（Ｓ１３０４）。変数ｍａｘ＿ｖに変数Ｖｎの最大値
が代入され、変数ｍｉｎ＿ｖに変数Ｖｎの最小値が代入
される（Ｓ１３０５）。
【００９０】変数ＩＢが０以上であるか否かが判断され
る（Ｓ１３０６）。変数ＩＢが０以上である場合には、
変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引いた値を変数
ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きいか否かが判断さ
れる（Ｓ１３０７）。変数ＩＢが０よりも小さい場合に
は、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を変
数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きいか否かが判断
される（Ｓ１３０８）。
【００９１】変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引い
た値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きい場
合、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を変
数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きい場合には、変
数ｆｌａｇ＿ｖを更新する（Ｓ１３０９）。
【００９２】変数ａｖｅ＿ｖから変数ｍｉｎ＿ｖを引い
た値を変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きくない
場合、変数ｍａｘ＿ｖから変数ａｖｅ＿ｖを引いた値を
変数ｓ＿ｖで除した値が２．５よりも大きくない場合、
または変数ｆｌａｇ＿ｖを更新した場合には、変数ｃｏ
ｕｎｔを更新する（Ｓ１３１０）。変数ｃｏｕｎｔが６
０である場合には（Ｓ１３１１でＹＥＳ）、セルに異常
があると判定する（Ｓ１３１２）。変数ｃｏｕｎｔが６
０でない場合（Ｓ１３１１でＮＯ）、セルに異常がある
と判定した場合には、異常昇温検出処理を終了する。
【００９３】図１４を参照して、変数初期化処理を説明
する。変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化
し（Ｓ１４０１）、変数初期化処理を終了する。
【００９４】図１５を参照して、セル異常判定処理を説
明する。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上であるか否かを判
断する（Ｓ１５０１）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上で
ある場合には、フェール処理を実行する（Ｓ１５０
２）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上でない場合、フェー
ル処理を実行した場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変
数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ１５０３）、セル異常判定
処理を終了する。
【００９５】図１６は、実施の形態３に係る正常電池に
おける電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフであ
る。図１７は、実施の形態３に係る抵抗異常電池を含む
組電池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラ
フである。
【００９６】図１６および図１７を参照して、複数のブ
ロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の平均値と分散
σとに基づく評価値ＨＣにより、単電池１０Ｂの異常昇
温が検出される。評価値ＨＣは、図１３を参照して前述
した異常昇温検出処理のＳ１３０７における （ａｖｅ＿ｖ − ｍｉｎ＿ｖ）／（ｓ＿ｖ） もしくは、 （ ｍａｘ＿ｖ − ａｖｅ＿ｖ）／（ｓ＿ｖ） に対応する。
【００９７】複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロッ
ク電圧の平均値は、変数ａｖｅ＿ｖに対応する。複数の
ブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧の分散σは変
数ｓ＿ｖに対応する。
【００９８】なお、不具合電池の交換を行った場合に
は、交換した電池はＩＲが小さいので、ブロック電圧が
充電時に−２．５σ以内に入らない可能性がある。実施
の形態３では、充電時には＋２．５σ以上しか不具合電
池の判定を行わないので、誤判定は発生しない。
【００９９】以上のように実施の形態３によれば、分散
演算部４Ｃが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロッ
ク電圧の平均値と分散σ2とを演算し、分散異常昇温検
出部４Ｄが複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック
電圧の平均値と分散σ2とに基づいて単電池１０Ｂの異
常昇温を検出するので、温度補正する際の誤差を低減で
き、抵抗異常電池の検出精度を向上させることができ
る。
【０１００】また、低温で組電池から電力の入出力がで
きない場合や、低負荷、定電流充放電の場合のように電
池電流の変化値が小さい状況下では、ＩＲを演算するの
に最小自乗法を用いた場合は異常電池の検出精度が低下
するが、実施の形態３では不具合なく判定できる。
【０１０１】（実施の形態４）実施の形態４が実施の形
態３と異なる点は、分散演算部４Ｃが第１タイミングに
おける複数のブロック１０Ａのそれぞれのブロック電圧
と第２タイミングにおける複数のブロック１０Ａのそれ
ぞれのブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差
平均値およびその電圧差の分散を表す電圧差分散を演算
し、分散異常昇温検出部４Ｄが前記電圧差と前記電圧差
平均値と前記電圧差分散とに基づいて、単電池１０Ｂの
内部抵抗の異常上昇を検出する点である。
【０１０２】実施の形態４では、第１タイミングにおけ
るブロック電圧と第２タイミングにおけるブロック電圧
との間の電圧差を統計的に処理し、著しく外れたものが
ある場合に不具合判定し、組電池１０の入力と出力とを
制限する。
【０１０３】図１８は、実施の形態４に係る内部抵抗の
異常上昇を検出する方法を説明するグラフである。図１
９は、実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の誤検出
を説明するグラフである。図２０は、実施の形態４に係
る内部抵抗の異常上昇の検出もれを説明するグラフであ
る。
【０１０４】実施の形態３では、ブロック電圧を統計的
に処理し、図１８に示すように時刻ｔ１で電流Ｉ１が流
れている時のブロック電圧の分布１８０２から大きく外
れているブロック電圧１８０３を有する曲線１８０１に
対応する電池の内部抵抗が異常上昇していると判断す
る。
【０１０５】しかし時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時
のブロック電圧の瞬間的な値を処理するので、単電池１
０Ｂの残存容量にばらつきが生じ、図１９に示すように
ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ
（無負荷電圧）、Ｙ軸との接点、即ち、電流がゼロ（Ｉ
＝０）となる点）がばらつくと、曲線１９０１に対応す
るブロック内の単電池１０Ｂの内部抵抗が異常上昇して
いないにもかかわらず、異常上昇したと検出するという
誤検出が生ずる。
【０１０６】またブロック電圧の瞬間的な値を処理する
ので、図２０に示すように、曲線２００１に対応するブ
ロック内の単電池１０Ｂの内部抵抗が異常上昇している
にもかかわらず、異常上昇していないと判断するという
検出漏れも発生する。
【０１０７】図２１および図２２は、実施の形態４に係
る内部抵抗の異常上昇を電圧差に基づいて検出する方法
を説明するグラフである。実施の形態４では、図２１お
よび図２２に示すように、時刻ｔ１で電流Ｉ１が流れて
いる時のブロック電圧と時刻ｔ２で電流Ｉ２が流れてい
る時のブロック電圧との間の電圧差の平均およびその電
圧差の分散に基づいて、単電池１０Ｂの内部抵抗の異常
上昇を検出する。
【０１０８】図２１に示すように、実施の形態４では時
刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧と時刻
ｔ２で電流Ｉ２が流れている時のブロック電圧との間の
電圧差に基づいて内部抵抗の異常上昇を検出するので、
曲線１９０１は、図１９に示す例とは異なり、正常と判
断されるので、誤検出されることがない。
【０１０９】図２２に示すように、実施の形態４では時
刻ｔ１で電流Ｉ１が流れている時のブロック電圧と時刻
ｔ２で電流Ｉ２が流れている時のブロック電圧との間の
電圧差に基づいて内部抵抗の異常上昇を検出するので、
曲線２００１は、図２０に示す例とは異なり、異常と判
断されるので、検出漏れが発生することがない。
【０１１０】図２３は、実施の形態４に係る組電池の制
御における異常昇温検出処理の手順を示すフローチャー
トである。図２４は、組電池の制御における変数初期化
処理の手順を示すフローチャートである。図２５は、セ
ル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１１】前述したように実施の形態４では、ブロッ
ク電圧の瞬時値ではなく、一定時間前（例えば、１秒
前）のブロック電圧との電圧差を統計的に処理する。こ
の方法によれば、下記の（式１）、（式２）および（式
３）から明らかなように、ＯＣＶの影響を取り除くこと
が可能になる。
【０１１２】
【数１】
【０１１３】制御開始時等、電流Ｉ１≒０となる時のブ
ロック電圧を測定してもよい。
【０１１４】図２３を参照して、ブロック電圧Ｖｉ
（ｔ）と１秒前のブロック電圧Ｖｉ（ｔ−１）との間の
電圧差Ｖｄｉを算出する（Ｓ２１０１）。内部変数ｓｕ
ｍ＿ｖ、ｓｕｍ＿ｖ２およびタイマ変数ｉが初期化され
る（Ｓ２１０２）。内部変数ｓｕｍ＿ｖに変数Ｖｄｉが
加算され、内部変数ｓｕｍ＿ｖ２に（Ｖｄｉ×Ｖｄｉ）
が加算され、タイマ変数ｉが更新される（Ｓ２１０
３）。タイマ変数ｉが１９でない場合には（Ｓ２１０４
でＮＯ）、Ｓ２１０３を繰り返す。
【０１１５】タイマ変数ｉが１９である場合には（Ｓ２
１０４でＹＥＳ）、変数ａｖｅ＿ｖに内部変数ｓｕｍ＿
ｖ を２０で除した値が代入され、変数ｓ１に内部変数
ｓｕｍ＿ｖと内部変数ｓｕｍ＿ｖ２とに基づいた値が代
入され、変数ｓ＿ｖに変数ｓ１に基づいた値が代入され
る（Ｓ２１０５）。変数ｍａｘ＿ｖに変数Ｖｄｎの最大
値が代入され、変数ｍｉｎ＿ｖに変数Ｖｄｎの最小値が
代入される（Ｓ２１０６）。
【０１１６】変数ＩＢが０以上であるか否かが判断され
る（Ｓ２１０７）。変数ＩＢが０以上である場合には、
変数ＨＥＮＳＡ２に、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖ
との差の２乗を変数ＶＡＲ＿Ｖで除した値が代入される
（Ｓ２１０８）。
【０１１７】変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の
２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きいか否かが判
断される（Ｓ２１０９）。
【０１１８】変数ＩＢが０よりも小さい場合には、変数
ＨＥＮＳＡ２に、変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの
差の２乗を変数ＶＡＲ＿Ｖで除した値が代入される（Ｓ
２１１０）。
【０１１９】変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の
２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きいか否かが判
断される（Ｓ２１１１）。
【０１２０】変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の
２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きい場合、変数
ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗が変数ＶＡＲ
＿Ｖの１６倍よりも大きい場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖ
を更新する（Ｓ２１１２）。
【０１２１】変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍｉｎ＿ｖとの差の
２乗が変数ＶＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きくない場合、
変数ａｖｅ＿ｖと変数ｍａｘ＿ｖとの差の２乗が変数Ｖ
ＡＲ＿Ｖの１６倍よりも大きくない場合、または変数ｆ
ｌａｇ＿ｖを更新した場合には、変数ｃｏｕｎｔを更新
する（Ｓ２１１３）。変数ｃｏｕｎｔが６０である場合
には（Ｓ２１１４でＹＥＳ）、セルに異常があると判定
する（Ｓ２１１５）。変数ｃｏｕｎｔが６０でない場合
（Ｓ２１１４でＮＯ）、セルに異常があると判定した場
合には、異常昇温検出処理を終了する。
【０１２２】図２２を参照して、変数初期化処理を説明
する。変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変数ｃｏｕｎｔを初期化
し（Ｓ２２０１）、変数初期化処理を終了する。
【０１２３】図２３を参照して、セル異常判定処理を説
明する。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上であるか否かを判
断する（Ｓ２３０１）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上で
ある場合には、フェール処理を実行する（Ｓ２３０
２）。変数ｆｌａｇ＿ｖが４８以上でない場合、フェー
ル処理を実行した場合には、変数ｆｌａｇ＿ｖおよび変
数ｃｏｕｎｔを初期化し（Ｓ２３０３）、セル異常判定
処理を終了する。
【０１２４】以上のように実施の形態４によれば、分散
演算部４Ｃが時刻ｔ１における複数のブロック１０Ａの
それぞれのブロック電圧と時刻ｔ２における複数のブロ
ック１０Ａのそれぞれのブロック電圧との間の電圧差の
平均を表す電圧差平均値およびその電圧差の分散を表す
電圧差分散を演算し、分散異常昇温検出部４Ｄが前記電
圧差と前記電圧差平均値と前記電圧差分散とに基づい
て、単電池１０Ｂの内部抵抗の異常上昇を検出するの
で、単電池１０Ｂの残存容量およびＯＣＶがばらついて
も、誤検出および検出漏れが生ずることがない。
【０１２５】（実施の形態５）実施の形態５では、電池
の電流と電圧との挙動により各ブロックの残存容量を一
意的に判定する組電池制御装置において、同一のブロッ
クに対して高残存容量判定が為されかつ低残存容量判定
が為された場合に、異常と判定し組電池１０の入力と出
力とを制限する。
【０１２６】残存容量異常昇温検出部４Ｅは、複数のブ
ロック１０Ａのそれぞれの残存容量に基づいて単電池１
０Ｂの異常昇温を検出する。車両制御部５は、残存容量
異常昇温検出部４Ｅによる異常昇温の検出結果に基づい
て、電池電力入出力部１を制御する。
【０１２７】図２４は、実施の形態５に係る正常電池に
おける単電池の残存容量分布を示すグラフである。図２
５は、抵抗異常電池を含む組電池における単電池の残存
容量分布を示すグラフである。図２４および図２５は、
各ブロック１０Ａのうち最小残存容量が１０％の値から
各ブロック１０Ａのうち最大残存容量が９０％の値まで
の範囲を組電池１０の使用範囲に定めた場合の、組電池
を構成する単電池と、正常電池及び故障電池を含むブロ
ックの残存容量分布を示す。
【０１２８】放電時の電池電圧と電池電流との関係に基
づいて電池の残存容量を一意的に判定すると、正常な組
電池では図２４に示すように、低残存容量判定が為され
るブロックと高残存容量判定が為されるブロックとは異
なるブロックになる。一方故障電池を含む組電池では図
２５に示すように、低残存容量判定が為されるブロック
と高残存容量判定が為されるブロックとは同一のブロッ
クとなる。
【０１２９】図２６は、残存容量ＳＯＣとブロック電圧
ＶＢとの関係を示すグラフである。図２７は、電池電流
ＩＢとブロック電圧ＶＢとの関係を示すグラフである。
図２６を参照して、電池のブロック電圧は、残存容量
（ＳＯＣ）の増加に伴って増大する。
【０１３０】図２６および図２７を参照して、残存容量
の中間域では、電池電流とブロック電圧とは直線ＬＭに
示すように変化する。高ＳＯＣ領域では、中間域よりも
ブロック電圧が増大し、内部抵抗も増大する。従って、
高ＳＯＣ領域では電池電流とブロック電圧とは直線ＬＨ
に示すように変化する。低ＳＯＣ領域では、中間域より
もブロック電圧が減少し、内部抵抗は増大する。従っ
て、低ＳＯＣ領域では電池電流とブロック電圧とは直線
ＬＬに示すように変化する。
【０１３１】内部抵抗が増大した異常セルを含むブロッ
クでは、電池電流とブロック電圧とは直線ＬＸに示すよ
うに変化する。直線ＬＸは、点Ｐで直線ＬＨと交わり、
点Ｐ１で直線ＬＬと交わる。
【０１３２】従って、内部抵抗が増大した異常セルを含
むブロックは、高ＳＯＣ領域の電池の判定領域と重な
り、低ＳＯＣ領域の電池の判定領域とも重なるので、電
池電流ＩＢとブロック電圧ＶＢとにより内部抵抗が増大
した異常セルを含むブロックの残存容量の判定をする
と、誤判定となる。
【０１３３】残存容量異常昇温検出部４Ｅは、低残存容
量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為される
ブロックとは異なるブロックであると判定した場合に
は、組電池は正常であると判断する。
【０１３４】残存容量異常昇温検出部４Ｅは、低残存容
量判定が為されるブロックと高残存容量判定が為される
ブロックとは同一のブロックであると判定した場合に
は、そのブロックに含まれる単電池１０Ｂに異常昇温が
発生したと判断する。
【０１３５】以上のように実施の形態５によれば、残存
容量異常昇温検出部４Ｅは複数のブロック１０Ａのそれ
ぞれの低残存容量判定と高残存容量判定とに基づいて単
電池１０Ｂの異常昇温を検出し、車両制御部５は残存容
量異常昇温検出部４Ｅによる異常昇温の検出結果に基づ
いて電池電力入出力部１を制御するので、複数個の単電
池１０Ｂの各々に温度センサを取り付ける必要がない。
このため、経済的に組電池１０を制御することができ
る。
【０１３６】以上の各実施形態において、複数のブロッ
ク１０Ａのそれぞれは、複数の単電池を含むとして説明
したが、複数のモジュール電池で構成されていてもも良
い。
【０１３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数個の
単電池の各々に温度センサを取り付ける必要のない経済
的な組電池制御装置を提供することができる。
【０１３８】また本発明によれば、単電池の温度が上昇
した際に組電池の入出力を抑制して異常状態に至らない
ように制御することができる組電池制御装置を提供する
ことができる。
【０１３９】さらに本発明によれば、単電池温度の上昇
を抑制して、組電池をより長く使用することができる組
電池制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る組電池制御装置の構成図で
ある。
【図２】実施の形態１に係る組電池の制御の手順を示す
フローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る組電池の制御における各ブ
ロックの電圧、電流および温度の取得処理の手順を示す
フローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る組電池の制御における内部
抵抗温度補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る組電池の制御における電池
入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャートで
ある。
【図６】実施の形態１に係る電池の内部抵抗と電池の表
面温度との関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る正常電池における電池ブロ
ック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図８】実施の形態１に係る正常電池における内部抵抗
の走行ログを示すグラフである。
【図９】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電池
における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフであ
る。
【図１０】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電
池における内部抵抗の走行ログを示すグラフである。
【図１１】実施の形態１に係る抵抗異常電池を含む組電
池における電池ブロック電圧の走行ログの他の例を示す
グラフである。
【図１２】実施の形態２に係る組電池の制御における電
池入出力制限信号演算処理の手順を示すフローチャート
である。
【図１３】実施の形態３に係る組電池の制御における異
常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係る組電池の制御における変
数初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３に係る組電池の制御におけるセ
ル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態３に係る正常電池における電池ブ
ロック電圧の走行ログを示すグラフである。
【図１７】実施の形態３に係る抵抗異常電池を含む組電
池における電池ブロック電圧の走行ログを示すグラフで
ある。
【図１８】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を検
出する方法を説明するグラフである。
【図１９】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の誤
検出を説明するグラフである。
【図２０】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇の検
出もれを説明するグラフである。
【図２１】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を電
圧差に基づいて検出する方法を説明するグラフである。
【図２２】実施の形態４に係る内部抵抗の異常上昇を電
圧差に基づいて検出する方法を説明するグラフである。
【図２３】実施の形態４に係る組電池の制御における異
常昇温検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態４に係る組電池の制御における変
数初期化処理の手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態４に係る組電池の制御におけるセ
ル異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】実施の形態５に係る正常電池における単電池
の残存容量分布を示すグラフである。
【図２７】実施の形態５に係る抵抗異常電池を含む組電
池における単電池の残存容量分布を示すグラフである。
【図２８】残存容量ＳＯＣとブロック電圧ＶＢとの関係
を示すグラフである。
【図２９】電池電流ＩＢとブロック電圧ＶＢとの関係を
示すグラフである。
【符号の説明】 １ 電池電力入出力部 ２ ブロック電圧検出部 ３ 電池電流検出部 ４ 異常昇温検出部 ４Ａ 内部抵抗演算部 １０ 組電池 １０Ａ ブロック １０Ｂ 単電池 １００ 組電池制御装置
フロントページの続き (72)発明者 高田 雅弘 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 石原 広隆 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 乾 究 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 金丸 邦郎 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 菊池 義晃 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組電池の入出力を制御する組電池制御装
    置であって、 前記組電池は、直列に接続された複数のブロックを含
    み、 前記複数のブロックのそれぞれは、直列に接続された複
    数の電池を含み、 前記組電池制御装置は、前記組電池の電力の入出力を制
    御する電池電力入出力制御手段と、 前記複数のブロックのそれぞれのブロック電圧を検出す
    るブロック電圧検出手段と、 前記組電池の電池電流を検出する電池電流検出手段と、 前記ブロック電圧と前記電池電流とに基づいて、前記電
    池の内部抵抗の異常上昇を検出する異常昇温検出手段
    と、 前記異常昇温検出手段による前記異常上昇の検出結果に
    基づいて、前記電池電力入出力制御手段を制御する車両
    制御手段と、 を備え、 前記異常昇温検出手段は、前記ブロック電圧と前記電池
    電流とに基づいて前記複数のブロックのそれぞれの内部
    抵抗を演算する内部抵抗演算手段を含み、 前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞ
    れの前記内部抵抗と所定のしきい値とに基づいて前記電
    池の内部抵抗の異常上昇を検出する組電池制御装置。
  2. 【請求項２】 前記組電池制御装置は、前記組電池の電
    池温度を検出する電池温度検出手段をさらに備え、 前記異常昇温検出手段は、前記組電池の電池温度に基づ
    いて前記しきい値を設定するしきい値設定手段をさらに
    含み、 前記異常昇温検出手段は、前記複数のブロックのそれぞ
    れの前記内部抵抗と前記しきい値設定手段により設定さ
    れた前記しきい値とに基づいて前記電池の内部抵抗の異
    常上昇を検出する、請求項１記載の組電池制御装置。
  3. 【請求項３】 前記車両制御手段は、前記異常昇温検出
    手段による前記異常上昇の検出結果に基づいて、段階的
    に前記電池電力入出力制御手段を制御する、請求項１記
    載の組電池制御装置。
  4. 【請求項４】 前記異常昇温検出手段は、前記複数のブ
    ロックのそれぞれの前記ブロック電圧の平均値と分散σ
    2とを演算する分散演算手段と、 前記複数のブロックのそれぞれの前記ブロック電圧と前
    記平均値と前記分散σ 2とに基づいて前記電池の内部抵
    抗の異常上昇を検出する分散異常昇温検出手段とをさら
    に含み、 前記車両制御手段は、前記分散異常昇温検出手段による
    前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力入出
    力制御手段を制御する、請求項１記載の組電池制御装
    置。
  5. 【請求項５】 前記分散異常昇温検出手段は、前記ブロ
    ック電圧の少なくとも１つが充電時に所定値以上である
    か否か、もしくは放電時に所定値以下であるか否かに基
    づいて、前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する、請
    求項４記載の組電池制御装置。
  6. 【請求項６】 前記分散演算手段は、第１タイミングに
    おける前記ブロック電圧と第２タイミングにおける前記
    ブロック電圧との間の電圧差の平均を表す電圧差平均値
    および前記電圧差の分散を表す電圧差分散を演算し、 前記分散異常昇温検出手段は、前記電圧差と前記電圧差
    平均値と前記電圧差分散とに基づいて、前記電池の内部
    抵抗の異常上昇を検出する、請求項４記載の組電池制御
    装置。
  7. 【請求項７】 前記第１タイミングは、前記電池電流検
    出手段により検出される電池電流が実質的に零であるタ
    イミングを含む、請求項６記載の組電池制御装置。
  8. 【請求項８】 前記異常昇温検出手段は、前記複数のブ
    ロックのそれぞれの低残存容量判定と高残存容量判定と
    に基づいて前記電池の内部抵抗の異常上昇を検出する残
    存容量異常昇温検出手段をさらに含み、 前記車両制御手段は、前記残存容量異常昇温検出手段に
    よる前記異常上昇の検出結果に基づいて、前記電池電力
    入出力制御手段を制御する、請求項１記載の組電池制御
    装置。
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