JP2024000680A

JP2024000680A - バッテリパック

Info

Publication number: JP2024000680A
Application number: JP2022099518A
Authority: JP
Inventors: 保生藤井; Yasuo Fujii; 和晃小山; Kazuaki Koyama; 龍彦堀田; Tatsuhiko Hotta; 由子永守; Yuko Nagamori; 亮太木村; Ryota Kimura
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2024-01-09
Also published as: WO2023248532A1

Abstract

【課題】単体でバッテリの劣化診断を行うことができるバッテリパックを提供すること。
【解決手段】バッテリパック４０は、ハイブリッドシステム１０のモータ２に電力を供給するバッテリ５０と、電気回路によりバッテリ５０に電気的に接続される抵抗４５と、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路１７４に設けられ、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路１７４の開閉を行うスイッチ４６と、入力信号８６に応じてスイッチ４６を閉じる制御を実行し、電流がバッテリ５０から抵抗４５に向かって流れたときのバッテリ５０の電圧変動に基づいてバッテリ５０の劣化度合いを診断する制御部８５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックに関する。

エンジンとモータとバッテリとを併用するハイブリッドシステムは、低公害化と化石燃料の省資源化との要求に伴って、産業機械や自動車等のために開発されている。ハイブリッドシステムは、例えば化石燃料を使用し動力を発生する内燃式エンジンと、内燃式エンジンを補助するモータと、モータに電力を供給する例えばリチウムイオン電池等のバッテリと、を備えている。

ハイブリッドシステムでは、例えばリチウムイオン電池を含むバッテリパックが、モータを駆動するための電源として用いられている。リチウムイオン電池では、長期の保管や長期の使用によって満充電容量が減少していく劣化現象が生ずる。例えば、ハイブリッドシステムを有する乗用車等の自動車では、車検の時に、劣化診断装置を用いて定期的にリチウムイオン電池の劣化度合いを容易に診断することができる。

しかし、ハイブリッドシステムを有する産業機械では、車検のような定期検査の機会がないので、リチウムイオン電池の劣化度合いの診断を定期的に行うことが困難である。例えば、ハイブリッドシステムを有する産業機械を使用するユーザは、リチウムイオン電池の劣化度合いの診断をユーザ自身で行うためには、別途高価なバッテリ劣化診断装置等のバッテリ評価装置を用意する必要がある。このように、ハイブリッドシステムを有する産業機械においてリチウムイオン電池の劣化度合いの診断を定期的に行うことが困難であるため、リチウムイオン電池の交換をするタイミングがユーザにとって不明確であるという問題がある。

特許文献１には、車両用バッテリーのセル劣化診断方法が開示されている。特許文献２には、車両に搭載されたバッテリの劣化状態の判定を、サーバ装置において行うことができるバッテリ状態判定システムおよびバッテリ状態判定方法が開示されている。特許文献３には、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジンコントロールユニット）により実現される二次電池の劣化判定装置および劣化判定方法が開示されている。

しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載された技術では、バッテリの状態に関する物理量（電流や電圧など）を検出するための制御装置や検出装置などが、車両に搭載されており、バッテリパックとは別に必要である。そのため、バッテリパック単体でバッテリの劣化診断を行うことが困難であるという問題がある。すなわち、バッテリパックがハイブリッドシステムに搭載されている時にしか、バッテリの劣化診断を行うことができないという問題がある。

特開２０１１－２５７３７２号公報特開２０２１－８６６５４号公報国際公開第２０１１／１２５２１３号

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、単体でバッテリの劣化診断を行うことができるバッテリパックを提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、前記ハイブリッドシステムのモータに電力を供給するバッテリと、電気回路により前記バッテリに電気的に接続される抵抗と、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行うスイッチと、入力信号に応じて前記スイッチを閉じる制御を実行し、電流が前記バッテリから前記抵抗に向かって流れたときの前記バッテリの電圧変動に基づいて前記バッテリの劣化度合いを診断する制御部と、を備えたことを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第１態様によれば、抵抗が、バッテリパックに備えられており、電気回路によりバッテリに電気的に接続されている。また、スイッチが、バッテリと抵抗との間における電気回路に設けられており、バッテリと抵抗との間における電気回路の開閉を行う。そのため、スイッチがバッテリと抵抗との間における電気回路を閉じると、電流がバッテリから抵抗に向かって流れる。ここで、バッテリパックに備えられた制御部は、入力信号に応じてスイッチを閉じる制御を実行し、電流がバッテリから抵抗に向かって流れたときのバッテリの電圧変動に基づいてバッテリの劣化度合いを診断する。これにより、本発明の第１態様に係るバッテリパックは、バッテリパック単体でバッテリパックに備えられたバッテリの劣化診断を行うことができる。また、本発明の第１態様に係るバッテリパックは、バッテリパック単体でバッテリの劣化診断を行うことができるため、任意のタイミングで制御部に入力された信号によりバッテリの劣化診断を行うことができ、例えば車検等の定期検査の機会がない場合であっても、バッテリの劣化度合いを任意のタイミングで診断することができる。これにより、バッテリパックに備えられたバッテリの交換タイミングがより明確になる。

本発明の第２態様は、本発明の第１態様において、前記制御部は、前記スイッチを閉じてから所定時間が経過すると、前記スイッチを自動的に開く制御を実行することを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第２態様によれば、制御部は、バッテリの過放電異常の発生を抑えることができる。

本発明の第３態様は、本発明の第１態様または第２態様において、前記制御部は、前記バッテリの電圧値を検出する内部回路を内蔵することを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第３態様によれば、バッテリの電圧値を検出する検出部が別途設けられていなくとも、制御部は、制御部自体が内蔵する内部回路によりバッテリの電圧値を検出することができる。これにより、バッテリパックの構造を簡易化することができ、バッテリパックの小型化を図ることができる。

本発明の第４態様は、本発明の第１態様～第３態様のいずれかにおいて、前記バッテリの正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う正極側コンタクタと、前記バッテリの負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う負極側コンタクタと、をさらに備え、前記スイッチは、前記正極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路および前記負極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路の少なくともいずれかに設けられたことを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第４態様によれば、バッテリと抵抗との間における電気回路の開閉を行うスイッチが、正極側コンタクタと抵抗との間における電気回路および負極側コンタクタと抵抗との間における電気回路の少なくともいずれかに設けられている。そのため、例えば過電流異常などの異常が電気回路に生じた場合であっても、正極側コンタクタおよび負極側コンタクタの少なくともいずれかが開くことで、バッテリからみてスイッチの上流側の電気回路が遮断される。これにより、バッテリパックの安全性を高めることができる。

本発明の第５態様は、本発明の第４態様において、前記電気回路に設けられ、前記電気回路を流れる電流値を検出する電流値検出部をさらに備え、前記制御部は、前記電流値検出部から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出すると、前記スイッチを開く制御を実行するとともに、前記正極側コンタクタおよび前記負極側コンタクタの少なくともいずれかを開く制御を実行することを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第５態様によれば、制御部は、電流値検出部から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出すると、スイッチを開く制御を実行する。さらに、制御部は、電流値検出部から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出すると、正極側コンタクタおよび負極側コンタクタの少なくともいずれかを開く制御を実行する。これにより、例えばスイッチが溶着して開くことができない場合であっても、制御部は、正極側コンタクタおよび負極側コンタクタの少なくともいずれかを開くことで電気回路をより確実に遮断できる。これにより、バッテリパックの安全性をより一層高めることができる。

本発明の第６態様は、本発明の第１態様～第５態様のいずれかにおいて、前記制御部は、前記電圧変動のデータを蓄積する記憶部を有し、前記記憶部に蓄積された前記データに基づいて前記劣化度合いを診断することを特徴とするバッテリパックである。

本発明の第６態様によれば、制御部は、記憶部に蓄積されたバッテリの電圧変動のデータに基づいて劣化度合いを診断するため、バッテリの劣化度合いをより高い精度で推定することができ、バッテリの交換タイミングをより明確にすることができる。

本発明によれば、単体でバッテリの劣化診断を行うことができるバッテリパックを提供することができる。

本発明の実施形態に係るバッテリパックが搭載されたハイブリッドシステムを表すブロック図である。本実施形態に係るバッテリパックが実行するバッテリ劣化診断の動作例を表すフローチャートである。電流がバッテリから抵抗に向かって流れたときのバッテリの電圧変動の挙動例を示すグラフである。バッテリの使用年数に応じたバッテリの劣化度合いの推移例を示すグラフである。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るバッテリパックが搭載されたハイブリッドシステムを表すブロック図である。
図１に表したハイブリッドシステム１０は、エンジン１と、モータジェネレータ２と、バッテリパック４０と、を備える。本実施形態のモータジェネレータ２は、本発明の「モータ」の一例である。

エンジン１は、例えばターボチャージを有する過給式の高出力な３気筒エンジンや４気筒エンジン等の多気筒ディーゼルエンジンである。但し、エンジン１は、ディーゼルエンジンに限定されるわけではない。エンジン１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジンコントロールユニット）１５０を有する。ＥＣＵ１５０は、エンジン１の動作を制御するとともに、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）によりモータジェネレータ２と通信を行いモータジェネレータ２を制御する。

モータジェネレータ２は、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等の発進時や加速時などパワーが必要な時に、バッテリパック４０から供給される電力により稼動しエンジン１をサポートする。なお、ハイブリッドシステム１０は、例えばフォークリフト等の建設機械およびトラクタ等の農業機械を含む産業機械等に搭載される。また、モータジェネレータ２は、回生ブレーキなどを利用し、ハイブリッドシステム１０が搭載される産業機械等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。モータジェネレータ２は、インバータを内蔵している。但し、インバータは、必ずしもモータジェネレータ２に内蔵されていなくともよく、モータジェネレータ２とは別体として設けられていてもよい。

バッテリパック４０は、バッテリ５０と、抵抗４５と、スイッチ４６と、ＢＭＵ（Battery Management Unit：バッテリマネージメントユニット）８５と、を有する。バッテリ５０は、モータジェネレータ２の駆動電源として設けられ、モータジェネレータ２に電力を供給する。バッテリ５０は、正極端子５１と、負極端子５２と、を有する。バッテリ５０としては、例えば４８Ｖの高電圧型のリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などが挙げられる。但し、バッテリ５０は、リチウムイオン電池に限定されるわけではない。また、バッテリ５０の電圧は、４８Ｖに限定されるわけではなく、４８Ｖ以上であってもよい。

抵抗４５は、電気回路によりバッテリ５０に電気的に接続されている。具体的には、図１に表したように、抵抗４５は、バッテリ５０の正極端子５１に接続された正極配線１７４に接続されているとともに、バッテリ５０の負極端子５２に接続された負極配線１７５に接続されている。つまり、正極配線１７４は、バッテリ５０の正極端子５１と抵抗４５とを電気的に接続する配線である。負極配線１７５は、バッテリ５０の負極端子５２と抵抗４５とを電気的に接続する配線である。なお、モータジェネレータ２は、正極配線１７４から分岐した正極分岐配線１７６に接続されるとともに、負極配線１７５から分岐した負極分岐配線１７７に接続される。つまり、図１に表したように、抵抗４５およびモータジェネレータ２がバッテリ５０に接続される電気回路は、並列回路を構成する。

抵抗４５は、ＢＭＵ８５がバッテリ５０の劣化度合いを診断するときにバッテリ５０を放電させるため、すなわちバッテリ５０から電流を流すために用いられる。この詳細については、後述する。本実施形態のＢＭＵ８５は、本発明の「制御部」の一例である。

スイッチ４６は、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路に設けられている。具体的には、図１に表したように、スイッチ４６は、正極配線１７４に設けられている。つまり、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路は、正極配線１７４を含む。より具体的には、スイッチ４６は、正極側コンタクタ７５と抵抗４５との間における正極配線１７４に設けられている。なお、スイッチ４６は、負極配線１７５に設けられていてもよい。この場合には、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路は、負極配線１７５を含む。より具体的には、スイッチ４６は、負極側コンタクタ７６と抵抗４５との間における負極配線１７５に設けられていてもよい。

スイッチ４６は、信号線１８５によりＢＭＵ８５に電気的に接続されており、ＢＭＵ８５から信号線１８５を通して送信される制御信号に基づいて、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路すなわち正極配線１７４の開閉を行う。

バッテリパック４０は、正極側コンタクタ７５と、負極側コンタクタ７６と、電流値検出部６５と、ヒューズ９５と、をさらに有する。正極側コンタクタ７５は、バッテリ５０の正極端子５１と抵抗４５との間における電気回路すなわち正極配線１７４に設けられている。正極側コンタクタ７５は、信号線１８１によりＥＣＵ１５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５０から信号線１８１を通して送信される制御信号に基づいて正極配線１７４の開閉を行う。

なお、正極側コンタクタ７５は、ＢＭＵ８５に電気的に接続されていてもよい。この場合には、正極側コンタクタ７５は、ＢＭＵ８５から送信される制御信号に基づいて正極配線１７４の開閉を行う。

負極側コンタクタ７６は、バッテリ５０の負極端子５２と抵抗４５との間における電気回路すなわち負極配線１７５に設けられている。負極側コンタクタ７６は、信号線１８２によりＢＭＵ８５に電気的に接続されており、ＢＭＵ８５から信号線１８２を通して送信される制御信号に基づいて負極配線１７５の開閉を行う。

なお、負極側コンタクタ７６は、ＥＣＵ１５０に電気的に接続されていてもよい。この場合には、負極側コンタクタ７６は、ＥＣＵ１５０から送信される制御信号に基づいて負極配線１７５の開閉を行う。

ＢＭＵ８５は、信号線１８３によりバッテリ５０に電気的に接続されており、バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいてバッテリ５０の電圧値を検出する。具体的には、ＢＭＵ８５は、ＢＭＵ８５自体に内蔵された内部回路を用いて、バッテリ５０に内蔵された各セルの電圧値を検出し、各セルの電圧値の総和をバッテリ５０の電圧値として検出する。ＢＭＵ８５は、バッテリ５０の状態を監視しており、バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいてバッテリ５０の異常を検出することができる。例えば、ＢＭＵ８５は、バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいてバッテリ５０の電圧値を検出し、過充電異常および過放電異常を検出する。

ＢＭＵ８５は、信号線１８４により電流値検出部６５に電気的に接続されており、信号線１８４を通して電流値検出部６５から電流値を取得する。電流値検出部６５は、正極配線１７４に設けられており、正極配線１７４を流れる電流値を検出する。つまり、ＢＭＵ８５は、正極配線１７４を流れる電流値を、信号線１８４を通して電流値検出部６５から取得する。ＢＭＵ８５は、信号線１８４を通して電流値検出部６５から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出する。あるいは、ＢＭＵ８５は、ＣＭＵ（Cell Management Unit：セルマネージメントユニット；図示せず）から取得したセル温度に基づいて過温度異常を検出する。

また、ＢＭＵ８５は、信号線１９３によりＥＣＵ１５０に電気的に接続され、ＥＣＵ１５０から信号線１９３を通して送信される制御信号に基づいて負極側コンタクタ７６を制御する。ＥＣＵ１５０およびＢＭＵ８５は、例えばＣＡＮにより互いに通信し互いの状態を監視する。
ＢＭＵ８５は、記憶部８５１を有する。

ヒューズ９５は、電流値検出部６５と正極側コンタクタ７５との間における正極配線１７４に設けられている。ヒューズ９５は、過電流が正極配線１７４に流れると、電気回路すなわち正極配線１７４を遮断する。

ここで、バッテリパックが産業機械に搭載される場合には、車検のような定期検査の機会がないため、バッテリ（例えばリチウムイオン電池）の劣化度合いの診断を定期的に行うことが困難である。そのため、バッテリの交換をするタイミングがユーザにとって不明確である。また、バッテリの状態に関する物理量（電流や電圧など）がバッテリパックとは異なる別の制御装置や検出装置によって検出される場合には、バッテリパック単体でバッテリの劣化診断を行うことが困難である。例えば、バッテリパックがハイブリッドシステムに搭載されている時にしか、バッテリの劣化診断を行うことができない。

これに対して、本実施形態に係るバッテリパック４０のＢＭＵ８５は、バッテリ５０の劣化診断指示に関する入力信号８６に応じてスイッチ４６を閉じる制御を実行する。入力信号８６は、ＣＡＮやアナログスイッチなどにより任意のタイミングでサービスマンあるいはユーザからＢＭＵ８５に入力される。「任意のタイミング」の例としては、例えば、バッテリパック４０が工場から出荷される前の生産工程あるいは検査工程におけるタイミングが挙げられる。また、「任意のタイミング」の例としては、例えば、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に組み込まれて実機に搭載された後の定期検査あるいは不定期検査のタイミングが挙げられる。

なお、バッテリパック４０が実機に搭載された後における「任意のタイミング」は、モータジェネレータ２が稼動していないタイミングであることが望ましい。これによれば、
ＢＭＵ８５は、バッテリ５０の電圧が比較的安定したタイミングで、バッテリ５０の劣化度合いを診断することができる。これにより、ＢＭＵ８５は、より安定的に、より高い精度で、バッテリ５０の劣化度合いを診断することができる。

続いて、ＢＭＵ８５がスイッチ４６を閉じてから所定時間が経過すると、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を自動的に開く制御を実行する。「所定時間」は、例えば約８秒以上、１２秒以下程度である。但し、「所定時間」は、８秒以上、１２秒以下に限定されるわけではない。続いて、ＢＭＵ８５は、電流がバッテリ５０から抵抗４５に向かって流れたときのバッテリ５０の電圧変動に基づいてバッテリ５０の劣化度合いを診断する。なお、ＢＭＵ８５がバッテリ５０の劣化度合いを診断するタイミングは、必ずしもＢＭＵ８５がスイッチ４６を開いた後でなくともよく、ＢＭＵ８５がスイッチ４６を開く前であってもよい。すなわち、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を閉じているときに、バッテリ５０の劣化度合いを診断してもよい。
本実施形態のバッテリ劣化診断シーケンスは、ＢＭＵ８５の記憶部８５１に予め記憶されている。

次に、本実施形態に係るバッテリパック４０がバッテリ５０の劣化度合いを診断する動作例を、図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るバッテリパックが実行するバッテリ劣化診断の動作例を表すフローチャートである。
図３は、電流がバッテリから抵抗に向かって流れたときのバッテリの電圧変動の挙動例を示すグラフである。
図４は、バッテリの使用年数に応じたバッテリの劣化度合いの推移例を示すグラフである。

図２に表したステップＳ１において、ＢＭＵ８５は、バッテリ５０の劣化診断指示に関する信号（すなわち入力信号８６：図１参照）がＢＭＵ８５に入力されたか否かを判断する。入力信号８６がＢＭＵ８５に入力されるタイミングの例は、図１に関して前述した通りである。

バッテリ５０の劣化診断指示に関する信号がＢＭＵ８５に入力された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を閉じる制御を実行する。続いて、ステップＳ３において、ＢＭＵ８５は、電流値検出部６５から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出したか否かを判断する。

ＢＭＵ８５は、電流値検出部６５から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ７において、スイッチ４６を開く制御を実行するとともに、正極側コンタクタ７５および負極側コンタクタ７６の少なくともいずれかを開く制御を実行する。これにより、ＢＭＵ８５は、電気回路をより確実に遮断できる。例えば、スイッチ４６が溶着して開くことができない場合であっても、ＢＭＵ８５は、正極側コンタクタ７５および負極側コンタクタ７６の少なくともいずれかを開くことで電気回路をより確実に遮断できる。これにより、バッテリパック４０の安全性をより一層高めることができる。

一方で、ＢＭＵ８５が過電流異常を検出しない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ４において、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を閉じてから所定時間が経過したか否かを判断する。「所定時間」は、図１に関して前述した通り、例えば約８秒以上、１２秒以下程度である。但し、「所定時間」は、８秒以上、１２秒以下に限定されるわけではない。

ＢＭＵ８５がスイッチ４６を閉じてから所定時間が経過していない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、ＢＭＵ８５は、ステップＳ３に関して前述した処理を実行する。
一方で、ＢＭＵ８５がスイッチ４６を閉じてから所定時間が経過した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５において、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を自動的に開く制御を実行する。

続いて、ステップＳ６において、ＢＭＵ８５は、電流がバッテリ５０から抵抗４５に向かって流れたときのバッテリ５０の電圧変動に基づいてバッテリ５０の劣化度合いを診断する。

例えば図３に表したように、電流がバッテリ５０から抵抗４５へ向かって所定時間だけ流れると、ＢＭＵ８５により検出されるバッテリ５０の電圧値が変動する。ＢＭＵ８５は、電流がバッテリ５０から抵抗４５へ向かって流れたときのバッテリ５０の電圧変動データをマップＭ１として記憶部８５１に蓄積する。

図３に例示したマップＭ１では、ＳＯＨ（State Of Health）１００％のバッテリ５０のセル電圧の例と、ＳＯＨ９５％のバッテリ５０のセル電圧の例と、が表されている。ここで、ＳＯＨとは、バッテリの劣化度合い（すなわち、健全度や劣化状態）を示す指標であり、

ＳＯＨ＝劣化時の満充電容量（Ａｈ）／初期の満充電容量（Ａｈ）×１００

で表される。すなわち、ＳＯＨは、バッテリの初期の満充電容量を１００％としたときの、劣化時の満充電容量の割合（容量変化率）である。

また、例えば、図４に示すように、ＢＭＵ８５は、記憶部８５１に蓄積されたマップＭ１におけるバッテリ５０の電圧変動データに基づいて、バッテリ５０の劣化度合いＨを推定する。ＢＭＵ８５が推定したバッテリ５０の劣化度合いＨは、図４に例示するようにグラフ化される。図４に例示したグラフでは、縦軸がバッテリの容量変化率（パーセント）を表し、横軸が使用年数を表している。図４に例示したグラフの縦軸の「容量変化率」は、前述したＳＯＨ（State Of Health）に相当する。

これにより、サービスマンまたはユーザは、必要に応じて、バッテリパック４０に設けられた表示部（図示せず）あるいは外部ディスプレイ等により、バッテリ５０の劣化度合いＨをグラフ、数値あるいは報知光などとして確認することが可能である。例えば、ＢＭＵ８５は、バッテリ５０の容量変化率が予め定められた値以下になった場合に、バッテリ５０の交換タイミングを示す表示ランプを点灯させる処理を実行し、バッテリ５０の交換タイミングを報知することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るバッテリパック４０によれば、抵抗４５が、バッテリパック４０に備えられており、電気回路によりバッテリ５０に電気的に接続されている。また、スイッチ４６が、バッテリ５０と抵抗４５との間における正極配線１７４に設けられており、バッテリ５０と抵抗４５との間における正極配線１７４の開閉を行う。そのため、スイッチ４６がバッテリ５０と抵抗４５との間における正極配線１７４を閉じると、電流がバッテリ５０から抵抗４５に向かって流れる。ここで、バッテリパック４０に備えられたＢＭＵ８５は、入力信号８６に応じてスイッチ４６を閉じる制御を実行し、電流がバッテリ５０から抵抗４５に向かって流れたときのバッテリ５０の電圧変動に基づいてバッテリ５０の劣化度合いを診断する。これにより、本実施形態に係るバッテリパック４０は、バッテリパック４０単体でバッテリパック４０に備えられたバッテリ５０の劣化診断を行うことができる。また、本実施形態に係るバッテリパック４０は、バッテリパック４０単体でバッテリ５０の劣化診断を行うことができるため、任意のタイミングでＢＭＵ８５に入力された信号（すなわち入力信号８６）によりバッテリ５０の劣化診断を行うことができ、例えば車検等の定期検査の機会がない場合であっても、バッテリ５０の劣化度合いを任意のタイミングで診断することができる。これにより、バッテリパック４０に備えられたバッテリ５０の交換タイミングがより明確になる。

また、ＢＭＵ８５は、スイッチ４６を閉じてから所定時間が経過すると、スイッチ４６を自動的に開く制御を実行するため、バッテリ５０の過放電異常の発生を抑えることができる。

また、本実施形態に係るバッテリパック４０によれば、バッテリ５０の電圧値を検出する検出部が別途設けられていなくとも、ＢＭＵ８５は、ＢＭＵ８５自体が内蔵する内部回路によりバッテリ５０の電圧値を検出することができる。これにより、バッテリパック４０の構造を簡易化することができ、バッテリパック４０の小型化を図ることができる。

また、バッテリ５０と抵抗４５との間における電気回路の開閉を行うスイッチ４６が、正極側コンタクタ７５と抵抗４５との間における正極配線１７４および負極側コンタクタ７６と抵抗４５との間における負極配線１７５の少なくともいずれかに設けられている。そのため、例えば過電流異常などの異常が電気回路に生じた場合であっても、正極側コンタクタ７５および負極側コンタクタ７６の少なくともいずれかが開くことで、バッテリ５０からみてスイッチ４６の上流側の電気回路が遮断される。これにより、バッテリパック４０の安全性を高めることができる。

また、ＢＭＵ８５は、記憶部８５１に蓄積されたバッテリ５０の電圧変動のデータに基づいて劣化度合いを診断するため、バッテリ５０の劣化度合いをより高い精度で推定することができ、バッテリ５０の交換タイミングをより明確にすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

１：エンジン、２：モータジェネレータ、１０：ハイブリッドシステム、４０：バッテリパック、４５：抵抗、４６：スイッチ、５０：バッテリ、５１：正極端子、５２：負極端子、６５：電流値検出部、７５：正極側コンタクタ、７６：負極側コンタクタ、８５：ＢＭＵ、８６：入力信号、９５：ヒューズ、１５０：ＥＣＵ、１７４：正極配線、１７５：負極配線、１７６：正極分岐配線、１７７：負極分岐配線、１８１：信号線、１８２：信号線、１８３：信号線、１８４：信号線、１８５：信号線、１９３：信号線、８５１：記憶部

Claims

ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、
前記ハイブリッドシステムのモータに電力を供給するバッテリと、
電気回路により前記バッテリに電気的に接続される抵抗と、
前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行うスイッチと、
入力信号に応じて前記スイッチを閉じる制御を実行し、電流が前記バッテリから前記抵抗に向かって流れたときの前記バッテリの電圧変動に基づいて前記バッテリの劣化度合いを診断する制御部と、
を備えたことを特徴とするバッテリパック。
前記制御部は、前記スイッチを閉じてから所定時間が経過すると、前記スイッチを自動的に開く制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
前記制御部は、前記バッテリの電圧値を検出する内部回路を内蔵することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
前記バッテリの正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う正極側コンタクタと、
前記バッテリの負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う負極側コンタクタと、
をさらに備え、
前記スイッチは、前記正極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路および前記負極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路の少なくともいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
前記電気回路に設けられ、前記電気回路を流れる電流値を検出する電流値検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電流値検出部から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出すると、前記スイッチを開く制御を実行するとともに、前記正極側コンタクタおよび前記負極側コンタクタの少なくともいずれかを開く制御を実行することを特徴とする請求項４に記載のバッテリパック。
前記制御部は、前記電圧変動のデータを蓄積する記憶部を有し、前記記憶部に蓄積された前記データに基づいて前記劣化度合いを診断することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。