WO2013114459A1 - 蓄電システムおよび蓄電ブロックの状態を判別する方法 - Google Patents

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WO2013114459A1
WO2013114459A1 PCT/JP2012/000692 JP2012000692W WO2013114459A1 WO 2013114459 A1 WO2013114459 A1 WO 2013114459A1 JP 2012000692 W JP2012000692 W JP 2012000692W WO 2013114459 A1 WO2013114459 A1 WO 2013114459A1
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power storage
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current value
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高橋　賢司
勇二 西
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • 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]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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. Therefore, in order to control charging / discharging of the battery, it is necessary to detect the operation of the current breaker. In the present invention, the operation of the current breaker is detected by a method different from the technique described in Patent Document 2.
  • the power storage system includes a power storage block having a plurality of power storage elements connected in parallel, a voltage sensor for detecting the voltage of the power storage block, and a controller for determining the state of the power storage block.
  • Each power storage element has a current breaker that blocks a current path inside the power storage element.
  • the controller calculates an estimated current value flowing through the power storage block using the voltage detected by the voltage sensor.
  • the controller determines whether or not the current breaker is in a cut-off state using the correspondence relationship between the first ratio and the second ratio.
  • the first ratio is a ratio between the estimated current value and the reference current value flowing through the power storage block.
  • the second ratio is a ratio between the total number of power storage elements constituting the power storage block and the total number of current breakers that are not in a cut-off state.
  • the first ratio and the second ratio are in a specific correspondence relationship, it is possible to determine whether or not the current breaker is in a breaking state.
  • the first ratio can be calculated from the estimated current value and the reference current value.
  • the total number of power storage elements constituting the power storage block is known in advance. Therefore, the total number of current breakers that are not in the breaking state can be calculated from the correspondence relationship between the first ratio and the second ratio.
  • the total number of current breakers that are in the cut-off state (the number of cut-offs) can be specified. If the number of interrupts changes from 0 to a positive integer, it can be determined that the current circuit breaker is in an interrupted state.
  • the current value (detected current value) detected by the current sensor can be used as the reference current value.
  • the estimated current value is calculated from the detection voltage, and the detection voltage changes according to the number of interruptions.
  • the voltage of the power storage block does not include the current breaker in the breaker state. It becomes easier to change than the voltage of.
  • the estimated current value calculated from the detected voltage is a value reflecting the number of interruptions.
  • the detected current value is a current value flowing through the power storage block and does not depend on the number of interruptions. In other words, since the detected current value does not change even when the current breaker is in a break state, it can be used as a reference current value when determining the break state of the current breaker.
  • the first ratio calculated from the estimated current value and the detected current value has a corresponding relationship with the second ratio, it can be determined that the current breaker is in a disconnected state by using this corresponding relationship, Or the number of current breakers in the
  • the reference current value can be an estimated current value in a power storage block (referred to as a normal power storage block) that does not include a current breaker in a cut-off state.
  • a normal power storage block a power storage block that does not include a current breaker in a cut-off state.
  • the detection voltage used for calculating the estimated current value changes according to the number of interruptions. Therefore, if the estimated current value in the normal power storage block is used as the reference current value to be compared, the first ratio and the second ratio have a specific correspondence. By using this correspondence relationship, it is possible to determine that the current breaker is in a breaker state, or to specify the total number of current breakers in a breaker state.
  • the information indicating the correspondence between each power storage block and the total number of current breakers in the cut-off state can be stored in the memory.
  • the estimated current value of the identified power storage block can be used as the reference current value.
  • the median value of the estimated current values in these power storage blocks can be used as the reference current value.
  • a value obtained by averaging a plurality of estimated current values included in a predetermined range with the median as a reference can be used as the reference current value.
  • the controller can determine that the current breaker is in a break state when the condition of the following formula (I) is satisfied.
  • I1 is an estimated current value
  • I2 is a reference current value
  • N is the total number of power storage elements constituting the power storage block
  • m is a current breaker in a cut-off state. It is the total number.
  • the value of I1 / I2 is equal to the value of N / (N ⁇ m). Therefore, when the reciprocal of N / (N ⁇ m) is multiplied by the value of I1 / I2, the value after multiplication becomes 1. By checking this condition, it can be determined that the current breaker is in a cut-off state.
  • 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 state of a power storage block having 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. First, an estimated current value flowing through the power storage block is calculated using a voltage detected by the voltage sensor. And it is discriminate
  • 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 33 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 34. Further, the booster circuit 33 can step down the output voltage of the inverter 34 and output the lowered power to the assembled battery 10.
  • the booster circuit 33 operates in response to a control signal from the controller 40. In the battery system of this embodiment, the booster circuit 33 is used, but the booster circuit 33 may be omitted.
  • the inverter 34 converts the DC power output from the booster circuit 33 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 35.
  • the inverter 34 converts AC power generated by the motor / generator 35 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 33.
  • the motor generator 35 for example, a three-phase AC motor can be used.
  • the motor / generator 35 receives AC power from the inverter 34 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 35 is transmitted to the wheels.
  • the motor / generator 35 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power).
  • the inverter 34 converts AC power generated by the motor / generator 35 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 33.
  • the booster circuit 33 outputs the electric power from the inverter 34 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.
  • 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.
  • N is the number of single cells 12 constituting the battery block 11.
  • 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. When a fuse is provided outside the battery case, a fuse is provided for each cell 12, and the fuse is connected in series with the 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 (corresponding to a voltage sensor) 20 shown in FIG. 1 detects the voltage of each battery block 11 and outputs the detection result to the controller 40.
  • the temperature sensor 31 detects the temperature of each battery block 11 and outputs the detection result to the controller 40.
  • the temperature sensor 31 can be provided in each battery block 11, or only one temperature sensor 31 can be provided for the assembled battery 10.
  • the current sensor 32 detects the current value flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. For example, when the battery pack 10 is being discharged, a positive value can be used as the current value detected by the current sensor 32. Further, when the battery pack 10 is being charged, a negative value can be used as the current value detected by the current sensor 32.
  • the current sensor 32 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 32 can also be used. In consideration of cost, physique, and the like, it is preferable to use one current sensor 32 for one assembled battery 10 as in the present 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 current value flowing through each battery block 11 can be detected using the current sensor 32. Since the plurality of battery blocks 11 constituting the assembled battery 10 are connected in series, the current value flowing through each battery block 11 can be detected by using the current sensor 32.
  • the current value here is referred to as a detected current value.
  • the current value flowing through each battery block 11 can be estimated.
  • the current value here is referred to as an estimated current value.
  • a method for estimating the estimated current value will be described later.
  • the detected current value Ir and the estimated current value Im have the relationship of the following formula (1).
  • N is the total number of unit cells 12 constituting each battery block 11.
  • 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, the internal resistance Ra of the battery block 11 before the current breaker 12b is activated and the internal resistance Rb of the battery block 11 after the current breaker 12b is activated have a relationship represented by the following formula (2).
  • the breaking number m is 1 or more, and the value of “N / (N ⁇ m)” is larger than 1, so the internal resistance Rb is the internal resistance. It becomes higher than Ra.
  • the estimated current value Im has the relationship shown in the following formula (3).
  • R represents the internal resistance of the battery block 11.
  • the numerator on the right side of Expression (3) corresponds to the voltage change amount ⁇ V of the battery block 11.
  • the voltage change amount ⁇ V changes according to the change in the internal resistance of the battery block 11.
  • the voltage change amount ⁇ V is calculated from the OCV (Open Circuit Voltage) of the battery block 11 and the voltage value (CCV: Closed Circuit Voltage) of the battery block 11 detected by the monitoring unit 20.
  • the numerator value on the right side of the equation (3) cannot be calculated from the blocking number m.
  • the value of the numerator on the right side of the formula (3) can be specified.
  • the OCV of the battery block 11 is a voltage (electromotive voltage) of the battery block 11 when the assembled battery 10 (battery block 11) is not connected to a load.
  • the CCV of the battery block 11 is a voltage of the battery block 11 when the assembled battery 10 (battery block 11) is connected to a load.
  • the OCV and CCV of the battery block 11 have the relationship of the following formula (4).
  • the discharge current value is a positive value
  • the charge current value is a negative value.
  • Equation (4) I is a current value flowing through the battery block 11 and corresponds to the detected current value Ir.
  • R is an internal resistance of the battery block 11 and is an internal resistance corresponding to the number of interruptions m when the current breaker 12b is operating. If Formula (4) is modified, it is obtained by the following Formula (5), and Formula (5) corresponds to the numerator on the right side of Formula (3).
  • the denominator on the right side of Equation (3) is the internal resistance of the battery block 11 obtained in advance by experiments or the like when the current breaker 12b is not operating (when the number of breaks m is 0).
  • the SOC is the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity of the battery block 11.
  • Equation (6) when the current breaker 12b is not operating, in other words, when the number of breaks m is 0, the estimated current value Im is equal to the detected current value Ir. On the other hand, when the current breaker 12b is activated, the estimated current value Im is different from the detected current value Ir, and the relationship between the estimated current value Im and the detected current value Ir changes according to the number of interruptions m.
  • the cutoff number m can be calculated based on the equation (6). Since N shown in Equation (6) is a fixed value, the number of cut-offs m can be calculated by obtaining the estimated current value Im and the detected current value Ir.
  • the detection current value Ir includes a detection error of the current sensor 32. Since the detection error of the current sensor 32 is a constant value, the smaller the detected current value Ir, the higher the percentage of detection error included in the detected current value Ir. In other words, the larger the detected current value Ir, the lower the ratio of detection errors included in the detected current value Ir. For this reason, if the interruption number m is calculated when the detected current value Ir is as large as possible, the interruption number m can be calculated in a state where the influence of the detection error of the current sensor 32 is reduced.
  • the current sensor 32 is not used as the detected current value Ir instantaneously but is detected within the predetermined period. It is preferable to specify the detected current value Ir in consideration of the behavior of the current value detected by. For example, a value obtained by squaring the current values detected within a predetermined period can be used as the detected current value Ir.
  • the interruption number m increases from 0, it can be determined in the battery block 11 that the current breaker 12b is operating.
  • the number of current breakers 12b in the operating state can be specified by the number of breaks m. Since the current cutoff valve and the fuse as the current breaker 12b mechanically cut off the current path, the number of cut-offs m only increases. On the other hand, in the PTC element as the current breaker 12b, the current path is interrupted or the current path is conducted according to the temperature of the PTC element. Therefore, the number of interruptions m increases or decreases.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process for specifying the number of blocks m.
  • the process shown in FIG. 4 is performed by the controller 40 at a predetermined cycle.
  • the process of specifying the number of interruptions m is performed for each battery block 11.
  • step S101 the controller 40 acquires the detected current value Ir based on the output of the current sensor 32. Further, the controller 40 calculates the estimated current value Im using the voltage value of each battery block 11 detected by the monitoring unit 20. The process for calculating the estimated current value Im will be described later.
  • step S102 the controller 40 determines whether or not the ratio between the detected current value Ir and the estimated current value Im acquired in step S101 is within a predetermined range. Specifically, the controller 40 determines whether or not the ratio of the detected current value Ir and the estimated current value Im satisfies a condition represented by the following formula (7).
  • ⁇ shown in Equation (7) is a value that allows an error, and can be set as appropriate within a range smaller than 1.
  • Information regarding the allowable value ⁇ can be stored in the memory 41. Since the detected current value Ir includes a detection error or noise of the current sensor 32, and the estimated current value Im includes an estimated error, the ratio (Im / Ir) is a value (N / (N ⁇ m)). ) May not match. Therefore, in this embodiment, the allowable value ⁇ is set in consideration of errors and noise. Note that the allowable value ⁇ need not be set. In this case, the allowable value ⁇ is zero.
  • the allowable value ⁇ can be changed according to the number N. That is, the allowable value ⁇ can be reduced as the number N increases. In other words, the allowable value ⁇ can be increased as the number N decreases. As the number N increases, the proportion of each unit cell 12 with respect to the total number N of unit cells 12 constituting the battery block 11 decreases. Therefore, since the value (N / (N ⁇ m)) is less likely to change as the number N increases, the allowable value ⁇ can be reduced as the number N increases. Since the number N is preset when the assembled battery 10 is configured, the allowable value ⁇ may be determined in advance based on the number N.
  • the controller 40 can calculate the value of N / (Nm) while changing the interruption number m. Then, the controller 40 determines whether or not the ratio (Im / Ir) satisfies the condition shown in Expression (7) with respect to the calculated value (N / (N ⁇ m)).
  • the number m when the ratio (Im / Ir) satisfies the condition shown in Expression (7) is the total number (the number of interruptions) of the current breakers 12b in the battery block 11 in the operating state.
  • step S103 the controller 40 specifies the number m when the ratio (Im / Ir) satisfies the condition shown in Expression (7) as the cutoff number m.
  • the controller 40 can control charging / discharging of the assembled battery 10 based on the shut-off number m.
  • 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 (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 value of “(N ⁇ m) / N” is a value smaller than 1, so the current command value Is (2) is It becomes 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 charging and discharging of the assembled battery 10. 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 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.
  • the estimated current value Im may be calculated using the voltage value of the battery block 11 detected by the monitoring unit 20, and is not limited to the calculation method described below.
  • the estimated current value Im can be calculated.
  • the estimated current value Im can be calculated by dividing the value obtained by subtracting the OCV from the detected voltage value of the battery block 11 by the internal resistance. Since the internal resistance of the battery block 11 may depend on the temperature and SOC of the battery block 11, the internal resistance corresponding to the temperature and SOC can be obtained in advance. In this case, the internal resistance can be specified by specifying the temperature and the SOC.
  • the internal resistance according to temperature and SOC can be stored in a memory as a map or function.
  • the voltage value of the battery block 11 detected by the monitoring unit 20 can be used as the OCV of the battery block 11. If the estimated current value Im is integrated, the current SOC of the battery block 11 can be estimated.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-243373 describes a technique for calculating an estimated current value Im using a battery model.
  • the resistance used for calculating the estimated current value Im can be corrected according to wear deterioration.
  • the resistance change rate of the battery block 11 (unit cell 12) can be acquired by conducting an experiment in advance.
  • the resistance change rate is a value obtained by dividing the resistance of the battery block 11 in the deteriorated state by the resistance of the battery block 11 in the initial state.
  • the initial state is a state in which the battery block 11 is not deteriorated, for example, a state immediately after the battery block 11 is manufactured.
  • the resistance change rate increases with 1 being an initial value.
  • the resistance used to calculate the estimated current value Im a value obtained by multiplying the resistance before correction by the current resistance change rate can be used.
  • the SOC of the battery block 11 can be estimated by using the estimated current value Im.
  • the integrated value ⁇ Im can be calculated by integrating the estimated current value Im during a predetermined time. Assuming that the full charge capacity of the battery block 11 is Cf, the change amount ⁇ SOC of the SOC of the battery block 11 is expressed by the following formula (9).
  • the current SOC of the battery block 11 is obtained.
  • the full charge capacity Cf of the battery block 11 changes according to the number of breaks m. Specifically, the full charge capacity Cf of the battery block 11 decreases as the shut-off number m increases.
  • N is the number of unit cells 12 constituting the battery block 11
  • m is the number of cut-offs. If the cutoff number m is known, the full charge capacity Cf can be changed according to the cutoff number m when calculating the change amount ⁇ SOC using equation (9).
  • the estimated current value Im has a relationship represented by the formula (6) with respect to the detected current value Ir.
  • the integrated value ⁇ Im of the estimated current value Im is a value obtained by multiplying the integrated value ⁇ Ir of the detected current value Ir by N / (N ⁇ m).
  • the full charge capacity Cf is the initial value, in other words, the full charge capacity of the battery block 11 that does not include the current breaker 12b in the activated state.
  • the change amount ⁇ SOC is expressed by the following equation (11).
  • the above equation (11) is an equation (12) for calculating the change amount ⁇ SOC using a value ⁇ Ir obtained by integrating the detected current value Ir and a value obtained by changing the full charge capacity of the battery block 11 in accordance with the number of interruptions m. It will be the same.
  • the amount of change ⁇ SOC calculated from the accumulated value ⁇ Ir of the detected current value Ir and the full charge capacity according to the number of cut-offs m is the change calculated from the accumulated value ⁇ Im of the estimated current value Im while keeping the full charge capacity at the initial value. It becomes equal to the quantity ⁇ SOC.
  • the change amount ⁇ SOC corresponding to the shutoff number m can be obtained without changing the full charge capacity Cf of the battery block 11 according to the shutoff number m. Can be calculated. That is, the amount of change ⁇ SOC can be accurately estimated only by accumulating the estimated current value Im in a state where the full charge capacity Cf of the battery stack 11 is kept at the initial value.
  • the error in estimating the estimated current value Im generally has no offset component, and has a characteristic that the SOC error approaches 0 if the estimated current value Im is integrated over a long period of time. Yes. Therefore, when estimating the change amount ⁇ SOC, the estimated accuracy of the change amount ⁇ SOC can be improved by using the estimated current value Im.
  • the estimated current value Im can be corrected according to the deterioration (resistance change) of the battery block 11 (unit cell 12).
  • the full charge capacity of the battery block 11 decreases, so that the full charge capacity of the battery block 11 can be corrected according to the deterioration of the battery block 11.
  • the capacity maintenance rate of the battery block 11 can be acquired by conducting an experiment in advance.
  • the capacity maintenance rate is a value obtained by dividing the full charge capacity of the battery block 11 in the deteriorated state by the full charge capacity of the battery block 11 in the initial state. As the deterioration of the battery block 11 progresses, the capacity retention rate decreases with an initial value of 1.
  • a value obtained by multiplying the full charge capacity as the initial value by the capacity maintenance rate according to the current time can be used as the full charge capacity Cf shown in Expression (9).
  • the estimation accuracy of the SOC of the battery block 11 can be improved by correcting the estimated current value Im and the full charge capacity Cf in consideration of the deterioration of the battery block 11.
  • the SOC of the battery block 11 can be calculated from the estimated current value Im, but also the SOC of the battery block 11 can be calculated from the detected current value Ir.
  • the SOC of the battery block 11 can also be estimated by weighting the two SOCs.
  • the weight for the SOC calculated from the estimated current value Im can be made larger than the weight for the SOC calculated from the detected current value Ir.
  • the SOC from the detected current value Ir it is necessary to correct the full charge capacity Cf of the battery block 11 according to the cutoff number m. In this case, it is necessary to specify the shut-off number m in advance.
  • the detected current value Ir acquired in a short time can be used as the detected current value Ir. For a short time, the error component included in the detected current value Ir can be reduced.
  • 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.
  • Example 1 in each battery block 11, the number m of interruptions is calculated by comparing the detected current value Ir and the estimated current value Im acquired at the same time. In the present embodiment, the number m of interruptions is calculated by comparing the estimated current value Im in any two battery blocks 11 among the plurality of battery blocks 11 constituting the assembled battery 10.
  • the operation of the current breaker 12b does not normally occur frequently. Therefore, in the plurality of battery blocks 11 constituting the assembled battery 10, the battery block 11 including the current breaker 12b in the operating state and the battery block 11 not including the current breaker 12b in the operating state are mixed. Therefore, by comparing the estimated current value Im of the battery block 11 that does not include the current breaker 12b that is in the activated state with the estimated current value Im of the battery block 11 that includes the current breaker 12b that is in the activated state, m can be calculated.
  • the estimated current value Im of the battery block 11 that does not include the current breaker 12b in the operating state is equal to the detected current value Ir.
  • the ratio (Im / Ir) is calculated, but instead of the detected current value Ir, the estimated current value Im of the battery block 11 that does not include the current breaker 12b in the operating state, in other words, For example, it is possible to use the estimated current value Im of the battery block 11 in which the cutoff number m is zero.
  • a map showing the correspondence between each battery block 11 and the number of cut-offs m is created as to whether or not each battery block 11 includes a current breaker 12b in an operating state. What is necessary is just to distinguish from.
  • the map shown in FIG. 5 shows the relationship between the number for identifying each battery block 11 and the number of interruptions m corresponding to each battery block 11.
  • the initial value of the cutoff number m is 0.
  • the interruption number m in the specific battery block 11 becomes a value larger than 0 by calculation of the interruption number m described later, the interruption number m corresponding to the specific battery block 11 is set to the calculated value on the map. Change it.
  • an estimated current value Im indicating a median value among the estimated current values Im of these battery blocks 11 can be specified.
  • the median is a value located in the center when the estimated current values Im are arranged in order of magnitude.
  • This value (median value or average value) is an estimated current value (representative value) Im.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a process for specifying the number of interruptions m in this embodiment. The process shown in FIG. 6 is performed at a predetermined cycle and executed by the controller 40. The process shown in FIG. 6 is performed for each battery block 11.
  • step S201 the controller 40 calculates an estimated current value Im_b of each battery block 11.
  • the estimated current value Im_b can be calculated by the method described in the first embodiment.
  • step S202 the controller 40 specifies an estimated current value (representative value) Im_r.
  • the estimated current value (representative value) Im_r can be specified by the method described above.
  • step S203 the controller 40 uses the estimated current value (representative value) Im_r and the estimated current value (comparison value) Im_b of each battery block 11 to determine whether the current breaker 12b is operating in each battery block 11. Determine whether or not. Specifically, the controller 40 determines whether or not the estimated current value (representative value) Im_r and the estimated current value (comparison value) Im_b satisfy the condition of the following formula (13).
  • the controller 40 calculates the value of N / (N ⁇ m) while changing the number m, and determines whether or not the calculated value (N / (N ⁇ m)) is equal to the ratio (Im_b / Im_r). When the calculated value (N / (N ⁇ m)) is equal to the ratio (Im_b / Im_r), the process proceeds to step S204. When the calculated value (N / (N ⁇ m)) is different from the ratio (Im_b / Im_r), the processing shown in FIG. 6 is terminated.
  • an allowable value ⁇ can be set to determine whether or not the ratio (Im_b / Im_r) satisfies the condition of the following formula (14). Information regarding the allowable value ⁇ can be stored in the memory 41.
  • the allowable value ⁇ can be changed according to the number N. That is, the allowable value ⁇ can be reduced as the number N increases. In other words, the allowable value ⁇ can be increased as the number N decreases. As the number N increases, the proportion of each unit cell 12 with respect to the total number N of unit cells 12 constituting the battery block 11 decreases. Therefore, since the value (N / (N ⁇ m)) becomes difficult to change as the number N increases, the allowable value ⁇ can be reduced as the number N increases. Since the number N is preset when the assembled battery 10 is configured, the allowable value ⁇ may be determined in advance based on the number N.
  • step S204 the controller 40 specifies the number m when the calculated value (N / (N ⁇ m)) is equal to the ratio (Im_b / Im_r) as the cutoff number m.
  • step S205 the controller 40 compares the block number m stored in the map of FIG. 5 with the block number m calculated in step S204 in each battery block 11, and when these block numbers m are different from each other. Then, the block number m stored in the map of FIG. 5 is changed to the block number m calculated in step S204. On the other hand, when the blockage number m stored in the map of FIG. 5 is equal to the blockage number m calculated in step S204, the blockage number m stored in the map of FIG. 5 is maintained.
  • the number of interruptions m only increases. Therefore, in the map of FIG. 5, the number of interruptions m corresponding to each battery block 11 increases in accordance with the operation of the current breaker 12b.
  • the number of breaks m increases or decreases as described above. Therefore, in the map of FIG. 5, the cutoff number m corresponding to the battery block 11 increases or decreases.
  • the present embodiment it is possible to specify the number m of interruptions using only the estimated current value Im.
  • the detected current value Ir includes a detection error and noise of the current sensor 32.
  • the influence of the detection error and noise can be eliminated.
  • the map shown in FIG. 5 stores the number of cut-offs m corresponding to each battery block 11.
  • the cutoff number m does not change, the relationship of the following formula (15) is established.
  • the ratio (Im_b / Im_r) is equal to the value (N / (N ⁇ m)). Therefore, if the ratio (Im_b / Im_r) is multiplied by the reciprocal of the value (N / (N ⁇ m)), the calculated value becomes 1, and the relationship of Expression (15) is established.
  • the estimated current values Im_b and Im_r shown in Expression (15) are values acquired by the current process.
  • M shown in Expression (15) is the number m of interruptions stored in the map of FIG. 5 until the previous processing.
  • the relationship of Expression (15) is established. Therefore, by determining whether or not the relationship of Expression (15) is satisfied, it is possible to determine whether or not the cutoff number m has changed.
  • the cutoff number m is increasing, the value obtained by multiplying the ratio (Im_b / Im_r) and the value ((N ⁇ m) / N) is larger than 1.
  • the shut-off number m is decreasing, the value obtained by multiplying the ratio (Im_b / Im_r) and the value ((N ⁇ m) / N) is smaller than 1.
  • Equation (16) m ′ is the number of interruptions including the current breaker 12b that is newly activated, and is different from the number m of interruptions stored in the map. In this case, it is possible to determine that the relationship of Expression (15) does not hold and the current breaker 12b is newly operated.
  • the estimated current value Im may include an estimation error
  • the value obtained by multiplying the ratio (Im_b / Im_r) and the value ((N ⁇ m) / N) may deviate from 1. Therefore, it is also possible to set an allowable value ⁇ and determine whether the ratio (Im_b / Im_r) satisfies the condition of the following formula (17).
  • Information regarding the allowable value ⁇ can be stored in the memory 41.
  • the allowable value ⁇ can be changed according to the number N. That is, as the number N increases, the allowable value ⁇ can be reduced. In other words, the allowable value ⁇ can be increased as the number N decreases. As the number N increases, the proportion of each unit cell 12 with respect to the total number N of unit cells 12 constituting the battery block 11 decreases. Therefore, as the number N increases, the value ((N ⁇ m) / N) hardly changes. Therefore, the allowable value ⁇ can be decreased as the number N increases. Since the number N is preset when the assembled battery 10 is configured, the allowable value ⁇ may be determined in advance based on the number N.
  • each battery block 11 it is possible to determine whether or not the shut-off number m has changed by determining whether or not the condition shown in Expression (15) or Expression (17) is satisfied. Then, it is possible to perform the process of calculating the cutoff number m only for the battery block 11 in which it is determined that the cutoff number m has changed.
  • FIG. 7 This process is shown in FIG. 7, the same processes as those described in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the process shown in FIG. 7 is different only in the process of step S203 shown in FIG. 6, and the process of step S206 is performed instead of the process of step S203.
  • Step S206 the controller 40 determines whether or not the condition of Expression (15) or Expression (17) is satisfied.
  • the process proceeds to Step S204. Further, when the condition shown in Expression (15) or Expression (17) is not satisfied, the processing shown in FIG. 7 is terminated.
  • the interruption number m is calculated only for the battery block 11 in which it is determined that the interruption number m has changed.

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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状態を判別する。 【解決手段】　蓄電システムは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する蓄電ブロックと、蓄電ブロックの電圧を検出する電圧センサと、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。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、電圧センサによる検出電圧を用いて、蓄電ブロックに流れる推定電流値を算出する。また、コントローラは、第１比率および第２比率の対応関係を用いて、電流遮断器が遮断状態にあるか否かを判別する。第１比率とは、推定電流値と、蓄電ブロックに流れる基準電流値との比率である。第２比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　蓄電システムおよび蓄電ブロックの状態を判別する方法
　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。したがって、電池の充放電を制御するうえでは、電流遮断器の作動を検知する必要がある。本発明は、特許文献２に記載の技術とは異なる方法によって、電流遮断器の作動を検知するものである。
　本願第１の発明である蓄電システムは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する蓄電ブロックと、蓄電ブロックの電圧を検出する電圧センサと、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。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、電圧センサによる検出電圧を用いて、蓄電ブロックに流れる推定電流値を算出する。また、コントローラは、第１比率および第２比率の対応関係を用いて、電流遮断器が遮断状態にあるか否かを判別する。第１比率とは、推定電流値と、蓄電ブロックに流れる基準電流値との比率である。第２比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。
　第１比率および第２比率が特定の対応関係にあることを利用することにより、電流遮断器が遮断状態であるか否かを判別することができる。第１比率は、推定電流値および基準電流値から算出できる。第２比率のうち、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数は、予め分かっている。したがって、第１比率および第２比率の対応関係から、遮断状態にない電流遮断器の総数を算出することができる。蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数から、遮断状態にない電流遮断器の総数を減算すれば、遮断状態にある電流遮断器の総数（遮断数）を特定することができる。遮断数が、０から正の整数に変化すれば、電流遮断器が遮断状態となったことを判別することができる。
　電流センサを用いて、蓄電ブロックに流れる電流値を検出するとき、基準電流値としては、電流センサによって検出された電流値（検出電流値）を用いることができる。推定電流値は、検出電圧から算出され、検出電圧は、遮断数に応じて変化する。ここで、電流遮断器が遮断状態になると、遮断状態にある電流遮断器を有する蓄電素子には、電流が流れなくなるため、蓄電ブロックの電圧は、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックの電圧よりも、変化しやすくなる。
　したがって、検出電圧から算出される推定電流値は、遮断数を反映した値となる。一方、検出電流値は、蓄電ブロックに流れる電流値であり、遮断数に依存しない。言い換えれば、電流遮断器が遮断状態となっても、検出電流値は、変化しないため、電流遮断器の遮断状態を判別するときの基準電流値として用いることができる。
　推定電流値および検出電流値から算出される第１比率は、第２比率と対応関係があるため、この対応関係を用いることにより、電流遮断器が遮断状態にあることを判別したり、遮断状態にある電流遮断器の数を特定したりすることができる。
　複数の蓄電ブロックが直列に接続されているとき、基準電流値としては、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロック（正常な蓄電ブロックという）における推定電流値とすることができる。上述したように、推定電流値の算出に用いられる検出電圧は、遮断数に応じて変化する。したがって、正常な蓄電ブロックにおける推定電流値を、比較対象となる基準電流値として用いれば、第１比率および第２比率は、特定の対応関係となる。この対応関係を用いることにより、電流遮断器が遮断状態となったことを判別したり、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定したりすることができる。
　各蓄電ブロックと、遮断状態にある電流遮断器の総数との対応関係を示す情報を、メモリに記憶しておくことができる。ここで、メモリに記憶された情報を参照することにより、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックを特定することができる。そして、特定した蓄電ブロックの推定電流値を、基準電流値として用いることができる。遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックが複数存在するとき、基準電流値としては、これらの蓄電ブロックにおける推定電流値の中央値を用いることができる。又は、基準電流値として、中央値を基準とした所定範囲に含まれる複数の推定電流値を平均した値を用いることができる。
　コントローラは、下記式（I）の条件を満たすとき、電流遮断器が遮断状態であることを判別することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（I）において、Ｉ１は、推定電流値であり、Ｉ２は、基準電流値であり、Ｎは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある電流遮断器の総数である。
　Ｉ１／Ｉ２の値は、Ｎ／（Ｎ－ｍ）の値と等しくなる。したがって、Ｎ／（Ｎ－ｍ）の逆数をＩ１／Ｉ２の値に乗算すれば、乗算後の値が１となる。この条件を確認することにより、電流遮断器が遮断状態にあることを判別することができる。
　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有する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する。まず、電圧センサによる検出電圧を用いて、蓄電ブロックに流れる推定電流値を算出する。そして、本願第１の発明で説明した第１比率および第２比率の対応関係を用いて、電流遮断器が遮断状態にあるか否かを判別する。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。 電池ブロックおよび遮断数の対応関係を示すマップである。 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。 実施例２の変形例において、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３３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３４に出力する。また、昇圧回路３３は、インバータ３４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３３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３３を用いているが、昇圧回路３３を省略することもできる。
　インバータ３４は、昇圧回路３３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３５に出力する。また、インバータ３４は、モータ・ジェネレータ３５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３３に出力する。モータ・ジェネレータ３５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３５は、インバータ３４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３５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３５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３４は、モータ・ジェネレータ３５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３３に出力する。昇圧回路３３は、インバータ３４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。ここで、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数をＮとする。
　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には、各単電池１２に対してヒューズが設けられ、ヒューズは、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（電圧センサに相当する）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。温度センサ３１は、各電池ブロック１１の温度を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。ここで、温度センサ３１は、各電池ブロック１１に設けることもできるし、組電池１０に対して１つだけ設けることもできる。
　電流センサ３２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３２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３２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３２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３２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３２を用いることが好ましい。
　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。
　上述したように、各電池ブロック１１に流れる電流値は、電流センサ３２を用いて検出することができる。組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１は、直列に接続されているため、電流センサ３２を用いることにより、各電池ブロック１１に流れる電流値を検出することができる。ここでの電流値を、検出電流値という。
　一方、各電池ブロック１１の電圧値に基づいて、各電池ブロック１１に流れる電流値を推定することができる。ここでの電流値を、推定電流値という。推定電流値を推定する方法については、後述する。
　検出電流値Ｉｒおよび推定電流値Ｉｍは、下記式（１）の関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（１）において、Ｎは、各電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数である。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、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と、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とは、下記式（２）に示す関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　電流遮断器１２ｂが作動しているとき、遮断数ｍは、１以上であり、「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。
　推定電流値Ｉｍは、下記式（３）に示す関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　式（３）において、Ｒは、電池ブロック１１の内部抵抗を示す。式（３）の右辺における分子は、電池ブロック１１の電圧変化量ΔＶに相当する。電圧変化量ΔＶは、電池ブロック１１の内部抵抗が変化することに応じて変化する。電圧変化量ΔＶは、電池ブロック１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と、監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値（ＣＣＶ：Closed Circuit Voltage）とから算出される。
　遮断数ｍは不明であるため、遮断数ｍから、式（３）の右辺における分子の値を算出することはできない。しかし、上述したように、電池ブロック１１の電圧値を検出することにより、式（３）の右辺における分子の値を特定することができる。
　電池ブロック１１のＯＣＶは、組電池１０（電池ブロック１１）が負荷と接続されていないときの電池ブロック１１の電圧（起電圧）である。電池ブロック１１のＣＣＶは、組電池１０（電池ブロック１１）が負荷と接続されているときの電池ブロック１１の電圧である。電池ブロック１１を放電するとき、電池ブロック１１のＯＣＶおよびＣＣＶは、下記式（４）の関係を有する。ここでは、放電電流値を正の値としており、充電電流値は、負の値となる。
　ＯＣＶ＝ＣＣＶ＋ＩＲ　・・・（４）
　式（４）において、Ｉは、電池ブロック１１に流れる電流値であり、検出電流値Ｉｒに相当する。Ｒは、電池ブロック１１の内部抵抗であり、電流遮断器１２ｂが作動しているときには、遮断数ｍに対応した内部抵抗となる。式（４）を変形すれば、下記式（５）で得られ、式（５）は、式（３）の右辺における分子に相当する。
　ＩＲ＝ＯＣＶ－ＣＣＶ＝ΔＶ　・・・（５）
　式（３）の右辺における分母は、電流遮断器１２ｂが作動していないとき（遮断数ｍが０であるとき）、予め実験などにより求められた電池ブロック１１の内部抵抗である。推定電流値Ｉｍを推定するときには、遮断数ｍが不明であるため、電池ブロック１１の内部抵抗としては、遮断数ｍが０であるときに予め求められた内部抵抗（＝Ｒ×Ｎ／Ｎ）が用いられる。内部抵抗は、電池ブロック１１の温度や、電池ブロック１１のＳＯＣ（State of Charge）に依存することがあるため、温度やＳＯＣに応じた内部抵抗を予め求めておくことができる。この場合には、温度やＳＯＣを特定すれば、内部抵抗を特定することができる。ＳＯＣ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である。
　式（３）を変形すると、下記式（６）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式（６）において、電流遮断器１２ｂが作動していないとき、言い換えれば、遮断数ｍが０であるとき、推定電流値Ｉｍは、検出電流値Ｉｒと等しくなる。一方、電流遮断器１２ｂが作動したとき、推定電流値Ｉｍは、検出電流値Ｉｒとは異なることになり、推定電流値Ｉｍおよび検出電流値Ｉｒの関係は、遮断数ｍに応じて変化する。
　同一のタイミングで取得した推定電流値Ｉｍおよび検出電流値Ｉｒを比較すれば、式（６）に基づいて、遮断数ｍを算出することができる。式（６）に示すＮは、固定値であるため、推定電流値Ｉｍおよび検出電流値Ｉｒを取得すれば、遮断数ｍを算出することができる。
　ここで、検出電流値Ｉｒには、電流センサ３２の検出誤差が含まれてしまう。電流センサ３２の検出誤差は、一定値であるため、検出電流値Ｉｒが小さいほど、検出電流値Ｉｒに含まれる検出誤差の割合が増加してしまう。言い換えれば、検出電流値Ｉｒが大きいほど、検出電流値Ｉｒに含まれる検出誤差の割合を低下させることができる。このため、検出電流値Ｉｒが、できるだけ大きい値のときに、遮断数ｍを算出すれば、電流センサ３２の検出誤差による影響を低減させた状態で遮断数ｍを算出することができる。
　また、検出電流値Ｉｒに含まれるノイズの影響などを考慮すれば、検出電流値Ｉｒとして、瞬間的に電流センサ３２によって検出された電流値を用いるのではなく、所定期間内において、電流センサ３２によって検出された電流値の挙動を考慮して、検出電流値Ｉｒを特定することが好ましい。例えば、所定期間内で検出された電流値を二乗平均した値を、検出電流値Ｉｒとして用いることができる。
　遮断数ｍが０から増加すれば、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動していることを判別することができる。また、遮断数ｍによって、作動状態にある電流遮断器１２ｂの数を特定することができる。電流遮断器１２ｂとしての電流遮断弁やヒューズは、電流経路を機械的に遮断するため、遮断数ｍは増加するだけである。一方、電流遮断器１２ｂとしてのＰＴＣ素子は、ＰＴＣ素子の温度に応じて、電流経路が遮断されたり、電流経路が導通したりする。したがって、遮断数ｍは増加したり、減少したりする。
　図４は、遮断数ｍを特定する処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、コントローラ４０によって、所定の周期で行われる。遮断数ｍを特定する処理は、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、電流センサ３２の出力に基づいて、検出電流値Ｉｒを取得する。また、コントローラ４０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の電圧値を用いて、推定電流値Ｉｍを算出する。推定電流値Ｉｍを算出する処理については、後述する。
　ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１で取得した検出電流値Ｉｒおよび推定電流値Ｉｍの比率が、所定範囲内であるか否かを判別する。具体的には、コントローラ４０は、検出電流値Ｉｒおよび推定電流値Ｉｍの比率が、下記式（７）に示す条件を満たしているか否かを判別する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（７）に示すαは、誤差を許容する値であり、１よりも小さい範囲内で適宜設定することができる。許容値αに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。検出電流値Ｉｒには、電流センサ３２の検出誤差やノイズなどが含まれ、推定電流値Ｉｍには、推定誤差が含まれるため、比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））と一致しないことがある。そこで、本実施例では、誤差やノイズなどを考慮して、許容値αを設定している。なお、許容値αを設定しなくてもよく、この場合には、許容値αが０となる。
　許容値α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α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αを大きくすることができる。数Ｎが多くなるほど、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎに対して、各単電池１２の占める割合が低くなる。したがって、数Ｎが多くなるほど、値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が変化し難くなるため、数Ｎが多くなるほど、許容値αを小さ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αを予め決めておけばよい。
　遮断数ｍは、０又は正の整数であるため、コントローラ４０は、遮断数ｍを変化させながら、Ｎ／（Ｎ－ｍ）の値を算出することができる。そして、コントローラ４０は、算出した値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））に対して、比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が式（７）に示す条件を満たしているか否かを判別する。比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が式（７）に示す条件を満たすときの数ｍは、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）となる。
　比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が式（７）に示す条件を満たすときには、ステップＳ１０３の処理に進む。一方、比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が式（７）に示す条件を満たさないときには、図４に示す処理を終了する。
　ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、比率（Ｉｍ／Ｉｒ）が式（７）に示す条件を満たすときの数ｍを、遮断数ｍとして特定する。
　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てしまうおそれがある。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、リチウムが析出してしまうおそれがある。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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　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、遮断数ｍが１以上であるときには、「（Ｎ－ｍ）／Ｎ」の値は、１よりも小さい値となるため、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」に近づいたとき、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。
　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。
　次に、推定電流値Ｉｍを算出する方法について説明する。推定電流値Ｉｍは、監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値を用いて算出することができればよく、以下に説明する算出方法に限定されるものではない。
　推定電流値Ｉｍを算出する方法について説明する。
　監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値と、前回の処理で推定された電池ブロック１１のＳＯＣに対応したＯＣＶと、予め実験などによって求められた電池ブロック１１の内部抵抗とを用いて、推定電流値Ｉｍを算出することができる。電池ブロック１１の検出電圧値からＯＣＶを減算した値を、内部抵抗で除算することにより、推定電流値Ｉｍを算出することができる。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に依存することがあるため、温度やＳＯＣに応じた内部抵抗を予め求めておくことができる。この場合には、温度やＳＯＣを特定すれば、内部抵抗を特定することができる。温度やＳＯＣに応じた内部抵抗は、マップや関数としてメモリに保存することができる。
　ここで、推定電流値Ｉｍを算出するときの初回の処理では、電池ブロック１１のＯＣＶとして、監視ユニット２０によって検出された電池ブロック１１の電圧値を用いることができる。推定電流値Ｉｍを積算すれば、現在における電池ブロック１１のＳＯＣを推定することができる。なお、特開２００８－２４３３７３号公報などには、電池モデルを用いて、推定電流値Ｉｍを算出する技術が記載されている。ここで、「ΔＶ＝ＩＲ」と見なせる条件では、電池モデルを用いて、推定電流値Ｉｍを算出することができる。
　単電池１２は、時間の経過とともに摩耗して劣化することが知られている。したがって、推定電流値Ｉｍを算出するときには、推定電流値Ｉｍの算出に用いられる抵抗を、摩耗劣化に応じて補正することができる。例えば、予め実験を行うことにより、電池ブロック１１（単電池１２）の抵抗変化率を取得しておくことができる。抵抗変化率は、劣化状態にある電池ブロック１１の抵抗を、初期状態にある電池ブロック１１の抵抗で除算した値である。
　初期状態とは、電池ブロック１１が劣化していない状態であり、例えば、電池ブロック１１を製造した直後の状態をいう。電池ブロック１１が劣化すると、電池ブロック１１の抵抗は上昇する。したがって、抵抗変化率は、１を初期値として増加することになる。推定電流値Ｉｍの算出に用いられる抵抗としては、補正前の抵抗に対して、現在の抵抗変化率を乗算した値を用いることができる。
　一方、推定電流値Ｉｍの算出に用いられる電池ブロック１１の内部抵抗を、電池ブロック１１のＳＯＣに応じて特定するときには、電池ブロック１１のＳＯＣを精度良く推定する必要がある。ここで、推定電流値Ｉｍを用いることにより、電池ブロック１１のＳＯＣを推定することができる。
　まず、所定時間の間において、推定電流値Ｉｍを積算することにより、積算値ΣＩｍを算出することができる。電池ブロック１１の満充電容量をＣｆとすると、電池ブロック１１のＳＯＣの変化量ΔＳＯＣは、下記式（９）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　変化量ΔＳＯＣを算出する前における電池ブロック１１のＳＯＣに対して、算出した変化量ΔＳＯＣを加算すれば、現在の電池ブロック１１のＳＯＣが得られる。ここで、電流遮断器１２ｂが作動しているときには、遮断数ｍに応じて、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆは変化する。具体的には、遮断数ｍが増えるほど、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆは低下する。
　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Ｃｆ１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Ｃｆ２とすると、満充電容量Ｃｆ１，Ｃｆ２は、下記式（１０）に示す関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　式（１０）において、Ｎは、電池ブロック１１を構成する単電池１２の数であり、ｍは遮断数である。遮断数ｍが分かれば、式（９）を用いて変化量ΔＳＯＣを算出するときに、満充電容量Ｃｆを遮断数ｍに応じて変更することができる。
　ここで、推定電流値Ｉｍは、実施例１で説明したように、検出電流値Ｉｒに対して式（６）に示す関係を有する。式（６）を考慮すると、推定電流値Ｉｍの積算値ΣＩｍは、検出電流値Ｉｒの積算値ΣＩｒに対して、Ｎ／（Ｎ－ｍ）を乗算した値となる。式（９）において、満充電容量Ｃｆを初期値、言い換えれば、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１の満充電容量とする。このとき、変化量ΔＳＯＣは、下記式（１１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　上記式（１１）は、検出電流値Ｉｒを積算した値ΣＩｒと、電池ブロック１１の満充電容量を遮断数ｍに応じて変更した値とを用いて、変化量ΔＳＯＣを算出する式（１２）と同様となる。検出電流値Ｉｒの積算値ΣＩｒおよび遮断数ｍに応じた満充電容量から算出される変化量ΔＳＯＣは、満充電容量を初期値のままとし、推定電流値Ｉｍの積算値ΣＩｍから算出される変化量ΔＳＯＣと等しくなる。
　このため、変化量ΔＳＯＣを算出するときに、推定電流値Ｉｍを用いれば、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆを遮断数ｍに応じて変更しなくても、遮断数ｍに応じた変化量ΔＳＯＣを算出することができる。すなわち、電池スタック１１の満充電容量Ｃｆを初期値のままとした状態で、推定電流値Ｉｍを積算するだけで、変化量ΔＳＯＣを精度良く推定することができる。
　推定電流値Ｉｍを推定するときの誤差は、一般的にはオフセット成分はもたず、長期間において、推定電流値Ｉｍを積算すれば、ＳＯＣ誤差が０に近づく特性を有することが知られている。したがって、変化量ΔＳＯＣを推定するときに、推定電流値Ｉｍを用いることにより、変化量ΔＳＯＣの推定精度を向上させることができる。
　推定電流値Ｉｍを算出するときには、実施例１で説明したように、電池ブロック１１（単電池１２）の劣化（抵抗の変化）に応じて、推定電流値Ｉｍを補正することができる。一方、電池ブロック１１が劣化するときには、電池ブロック１１の満充電容量が低下するため、電池ブロック１１の劣化に応じて、電池ブロック１１の満充電容量を補正することができる。
　具体的には、まず、予め実験を行うことにより、電池ブロック１１の容量維持率を取得しておくことができる。容量維持率とは、劣化状態にある電池ブロック１１の満充電容量を、初期状態にある電池ブロック１１の満充電容量で除算した値である。電池ブロック１１の劣化が進行するほど、容量維持率は、１を初期値として低下する。変化量ΔＳＯＣを算出するときには、式（９）に示す満充電容量Ｃｆとして、初期値としての満充電容量に対して、現在の時間に応じた容量維持率を乗算した値を用いることができる。
　電池ブロック１１の劣化を考慮して、推定電流値Ｉｍや満充電容量Ｃｆを補正することにより、電池ブロック１１のＳＯＣの推定精度を向上させることができる。
　一方、推定電流値Ｉｍから電池ブロック１１のＳＯＣを算出するだけでなく、検出電流値Ｉｒから電池ブロック１１のＳＯＣを算出することができる。そして、２つのＳＯＣに対して重み付けを行うことにより、電池ブロック１１のＳＯＣを推定することもできる。ここで、例えば、推定電流値Ｉｍから算出されるＳＯＣに対する重み付けを、検出電流値Ｉｒから算出されるＳＯＣに対する重み付けよりも大きくすることができる。
　検出電流値ＩｒからＳＯＣを算出するときには、電池ブロック１１の満充電容量Ｃｆを遮断数ｍに応じて補正する必要がある。この場合には、遮断数ｍを予め特定しておく必要がある。また、検出電流値ＩｒからＳＯＣを算出するときには、検出電流値Ｉｒとしては、短時間の間で取得した検出電流値Ｉｒを用いることができる。短時間であれば、検出電流値Ｉｒに含まれる誤差の成分を低減することができる。
　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。
　実施例１では、各電池ブロック１１において、同一の時期に取得した検出電流値Ｉｒおよび推定電流値Ｉｍを比較することにより、遮断数ｍを算出している。本実施例では、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１のうち、任意の２つの電池ブロック１１における推定電流値Ｉｍを比較することにより、遮断数ｍを算出する。
　電流遮断器１２ｂの作動は、通常、頻繁に発生するものではない。したがって、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１１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、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１とが混在する。したがって、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍと、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含む電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍとを比較することにより、遮断数ｍを算出することができる。
　実施例１で説明したように、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍは、検出電流値Ｉｒと等しくなる。ここで、実施例１では、比率（Ｉｍ／Ｉｒ）を算出しているが、検出電流値Ｉｒの代わりに、作動状態にある電流遮断器１２ｂを含まない電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍ、言い換えれば、遮断数ｍが０である電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍを用いることができる。
　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が含まれているか否かは、図５に示すように、各電池ブロック１１および遮断数ｍの対応関係を示すマップを作成し、このマップから判別すればよい。図５に示すマップは、各電池ブロック１１を特定するための番号と、各電池ブロック１１に対応した遮断数ｍとの関係を示す。
　図５に示すマップは、メモリ４１に記憶することができる。遮断数ｍの初期値は０となる。後述する遮断数ｍの算出によって、特定の電池ブロック１１における遮断数ｍが０よりも大きい値となったときには、マップにおいて、特定の電池ブロック１１に対応した遮断数ｍを、算出後の値に変更すればよい。
　遮断数ｍが０となる電池ブロック１１が複数存在するときには、例えば、これらの電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍのうち、中央値を示す推定電流値Ｉｍを特定することができる。中央値とは、推定電流値Ｉｍを大きさの順に並べたときに、中央に位置する値である。又は、中央値である推定電流値Ｉｍを基準とした所定範囲に含まれる複数の推定電流値Ｉｍを特定し、これらの推定電流値Ｉｍの平均値を算出することができる。この値（中央値又は平均値）は、推定電流値（代表値）Ｉｍとなる。推定電流値（代表値）Ｉｍと、各電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍとを比較することにより、遮断数ｍを算出することができる。
　図６は、本実施例において、遮断数ｍを特定する処理を示すフローチャートである。図６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６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Ｓ２０１において、コントローラ４０は、各電池ブロック１１の推定電流値Ｉｍ＿ｂを算出する。推定電流値Ｉｍ＿ｂ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Ｓ２０２において、コントローラ４０は、推定電流値（代表値）Ｉｍ＿ｒを特定する。推定電流値（代表値）Ｉｍ＿ｒは、上述した方法によって特定することができる。
　ステップＳ２０３において、コントローラ４０は、推定電流値（代表値）Ｉｍ＿ｒと、各電池ブロック１１の推定電流値（比較値）Ｉｍ＿ｂとを用いて、各電池ブロック１１において電流遮断器１２ｂが作動しているか否かを判別する。具体的には、コントローラ４０は、推定電流値（代表値）Ｉｍ＿ｒおよび推定電流値（比較値）Ｉｍ＿ｂが、下記式（１３）の条件を満たすか否かを判別する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　コントローラ４０は、数ｍを変えながら、Ｎ／（Ｎ－ｍ）の値を算出し、算出値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）と等しいか否かを判別する。算出値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）と等しいときには、ステップＳ２０４の処理に進む。算出値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）と異なるときには、図６に示す処理を終了する。
　ここで、推定電流値Ｉｍの推定誤差や、複数の電池ブロック１１における劣化のバラツキなどが発生すると、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）および算出値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が一致しないことがある。そこで、許容値βを設定し、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）が下記式（１４）の条件を満たしているか否かを判別することもできる。許容値βに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　許容値β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β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βを大きくすることができる。数Ｎが多くなるほど、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎに対して、各単電池１２の占める割合が低くなる。したがって、数Ｎが多くなるほど、値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が変化し難くなるため、数Ｎが多くなるほど、許容値βを小さ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βを予め決めておけばよい。
　比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）が式（１４）の条件を満たすとき、ステップＳ２０４の処理に進むことができる。比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）が式（１４）の条件を満たさないときには、図６に示す処理を終了することができる。
　ステップＳ２０４において、コントローラ４０は、算出値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））が比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）と等しいときの数ｍを、遮断数ｍとして特定する。ステップＳ２０５において、コントローラ４０は、各電池ブロック１１において、図５のマップに記憶された遮断数ｍと、ステップＳ２０４で算出された遮断数ｍとを比較し、これらの遮断数ｍが互いに異なるときには、図５のマップに記憶された遮断数ｍを、ステップＳ２０４で算出された遮断数ｍに変更する。一方、図５のマップに記憶された遮断数ｍと、ステップＳ２０４で算出された遮断数ｍとが等しいときには、図５のマップに記憶された遮断数ｍが維持される。
　電流遮断器１２ｂとしてのヒューズ又は電流遮断弁を用いたときには、遮断数ｍは増加するだけである。したがって、図５のマップにおいて、各電池ブロック１１に対応した遮断数ｍは、電流遮断器１２ｂの作動に応じて増加する。電流遮断器１２ｂとしてのＰＴＣ素子を用いたときには、上述したように、遮断数ｍが増減する。したがった、図５のマップにおいて、電池ブロック１１に対応した遮断数ｍが増減する。
　本実施例によれば、推定電流値Ｉｍだけを用いて、遮断数ｍを特定することができる。遮断数ｍが０から正の整数に変化したときには、電池ブロック１１において、電流遮断器１２ｂが作動していることを判別することができる。検出電流値Ｉｒには、電流センサ３２の検出誤差やノイズが含まれるが、本実施例では、検出電流値Ｉｒを用いていないため、検出誤差やノイズの影響を排除することができる。
　図５に示すマップには、各電池ブロック１１に対応した遮断数ｍが記憶されている。遮断数ｍが変化していないときには、下記式（１５）の関係が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　式（１３）に示すように、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）は、値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））と等しくなる。したがって、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）に対して、値（Ｎ／（Ｎ－ｍ））の逆数を乗算すれば、算出値が１となり、式（１５）の関係が成り立つ。式（１５）に示す推定電流値Ｉｍ＿ｂ，Ｉｍ＿ｒは、今回の処理で取得した値である。式（１５）に示すｍは、前回の処理までに、図５のマップに記憶された遮断数ｍである。
　前回の処理と今回の処理との間において、遮断数ｍが変化していなければ、式（１５）の関係が成り立つ。したがって、式（１５）の関係を満たすか否かを判別することにより、遮断数ｍが変化しているか否かを判別することができる。ここで、遮断数ｍが増加しているとき、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）および値（（Ｎ－ｍ）／Ｎ）を乗算した値は、１よりも大きくなる。また、遮断数ｍが減少しているとき、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）および値（（Ｎ－ｍ）／Ｎ）を乗算した値は、１よりも小さくなる。
　今回の処理において、新たな電流遮断器１２ｂが作動したとき、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）は、下記式（１６）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　式（１６）において、ｍ’は、新たに作動状態となった電流遮断器１２ｂを含む遮断数であり、マップに記憶されている遮断数ｍとは異なる。この場合には、式（１５）の関係が成り立たず、新たに電流遮断器１２ｂが作動していることを判別することができる。
　推定電流値Ｉｍには、推定誤差が含まれるおそれがあるため、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）および値（（Ｎ－ｍ）／Ｎ）を乗算した値が１からずれることがある。そこで、許容値γを設定し、比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）が下記式（１７）の条件を満たしているか否かを判別することもできる。許容値γに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　許容値γ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γ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γを大きくすることができる。数Ｎが多くなるほど、電池ブロック１１を構成する単電池１２の総数Ｎに対して、各単電池１２の占める割合が低くなる。したがって、数Ｎが多くなるほど、値（（Ｎ－ｍ）／Ｎ）が変化し難くなるため、数Ｎが多くなるほど、許容値γを小さ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γを予め決めておけばよい。
　比率（Ｉｍ＿ｂ／Ｉｍ＿ｒ）および値（（Ｎ－ｍ）／Ｎ）を乗算した値が式（１７）の条件を満たすとき、遮断数ｍが変化していないと判別することができる。
　まず、各電池ブロック１１において、式（１５）又は式（１７）に示す条件を満たすか否かを判別することにより、遮断数ｍが変化しているか否かを判別することができる。そして、遮断数ｍが変化していると判別された電池ブロック１１だけに対して、遮断数ｍの算出処理を行うことができる。
　この処理を図７に示す。図７において、図６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、詳細な説明は省略する。図７に示す処理では、図６に示すステップＳ２０３の処理が異なるだけであり、ステップＳ２０３の処理の代わりに、ステップＳ２０６の処理が行われる。
　ステップＳ２０６において、コントローラ４０は、式（１５）又は式（１７）の条件を満たすか否かを判別する。式（１５）又は式（１７）に示す条件を満たすときには、ステップＳ２０４の処理に進む。また、式（１５）又は式（１７）に示す条件を満たさないときには、図７に示す処理を終了する。ここで、ステップＳ２０４では、遮断数ｍが変化していると判別された電池ブロック１１だけに対して、遮断数ｍの算出が行われる。
 

Claims (9)

  1. 　並列に接続された複数の蓄電素子を有する蓄電ブロックと、
    　前記蓄電ブロックの電圧を検出する電圧センサと、
    　前記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、
    　前記電圧センサによる検出電圧を用いて、前記蓄電ブロックに流れる推定電流値を算出し、
    　前記推定電流値および前記蓄電ブロックに流れる基準電流値の比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器が遮断状態にあるか否かを判別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、前記対応関係を用いて、遮断状態にある前記電流遮断器の総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. 　前記コントローラは、下記式（I）の条件を満たすとき、前記電流遮断器が遮断状態であることを判別する、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
    　式（I）において、Ｉ１は、前記推定電流値であり、Ｉ２は、前記基準電流値であり、Ｎは、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数であり、ｍは、遮断状態にある前記電流遮断器の総数である、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
  4. 　前記蓄電ブロックに流れる電流値を検出する電流センサを有しており、
    　前記基準電流値は、前記電流センサによって検出された電流値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  5. 　複数の前記蓄電ブロックが直列に接続されており、
    　前記基準電流値は、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推定電流値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  6. 　前記各蓄電ブロックと、遮断状態にある前記電流遮断器の総数との対応関係を示す情報を記憶するメモリを有しており、
    　前記コントローラは、前記メモリに記憶された前記情報を用いて、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を特定することを特徴とする請求項５に記載の蓄電システム。
  7. 　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が複数存在するとき、前記基準電流値は、これらの前記蓄電ブロックにおける前記推定電流値の中央値又は、前記中央値を基準とした所定範囲に含まれる複数の前記推定電流値を平均した値であることを特徴とする請求項５又は６に記載の蓄電システム。
  8. 　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７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
  9. 　並列に接続された複数の蓄電素子を有する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、
    　電圧センサによる検出電圧を用いて、前記蓄電ブロックに流れる推定電流値を算出し、
    　前記推定電流値および前記蓄電ブロックに流れる基準電流値の比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器が遮断状態にあるか否かを判別することを特徴とする判別方法。
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113646648A (zh) * 2019-10-02 2021-11-12 株式会社Lg新能源 检测并联电池单元的连接故障的方法和***
US11411413B2 (en) * 2018-11-12 2022-08-09 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack charging system having structure capable of preventing overcharging, and vehicle comprising same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9933491B2 (en) 2012-02-03 2018-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric storage system
FR3131876A1 (fr) * 2022-01-19 2023-07-21 Wattalps Procédé de commande d'une batterie électrique

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05275116A (ja) * 1992-03-26 1993-10-22 Ngk Insulators Ltd 集合電池の過電圧保護装置
JP2006138750A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池監視装置
JP2006197790A (ja) * 2004-12-15 2006-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
JP2008182779A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源機器
EP2343768A2 (en) * 2009-12-22 2011-07-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery system and method for detecting current restriction state in a battery system
JP2011137682A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Panasonic Corp 電池異常検出回路、電池電源装置、及び電池電源システム。

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3136926B2 (ja) * 1994-11-08 2001-02-19 松下電器産業株式会社 蓄電池の状態管理システム
JP2002204532A (ja) * 2001-01-05 2002-07-19 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JP4157317B2 (ja) * 2002-04-10 2008-10-01 株式会社日立製作所 状態検知装置及びこれを用いた各種装置
JP4501812B2 (ja) * 2005-08-09 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 最大出力設定装置およびこれを備える駆動装置並びにこれを備える動力出力装置、これを搭載する自動車、最大出力設定方法
CN100366189C (zh) * 2006-01-24 2008-02-06 上海蟾宝生物科技有限公司 一种可食用的农副产品
JP4872743B2 (ja) * 2007-03-23 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 二次電池の状態推定装置
JPWO2011118112A1 (ja) * 2010-03-26 2013-07-04 パナソニック株式会社 充電状態検出回路、電池電源装置、及び電池情報モニター装置
US9933491B2 (en) * 2012-02-03 2018-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric storage system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05275116A (ja) * 1992-03-26 1993-10-22 Ngk Insulators Ltd 集合電池の過電圧保護装置
JP2006138750A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池監視装置
JP2006197790A (ja) * 2004-12-15 2006-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
JP2008182779A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源機器
EP2343768A2 (en) * 2009-12-22 2011-07-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery system and method for detecting current restriction state in a battery system
JP2011137682A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Panasonic Corp 電池異常検出回路、電池電源装置、及び電池電源システム。

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11411413B2 (en) * 2018-11-12 2022-08-09 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack charging system having structure capable of preventing overcharging, and vehicle comprising same
CN113646648A (zh) * 2019-10-02 2021-11-12 株式会社Lg新能源 检测并联电池单元的连接故障的方法和***
CN113646648B (zh) * 2019-10-02 2024-04-02 株式会社Lg新能源 检测并联电池单元的连接故障的方法和***

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