車載バッテリの診断装置
【課題】診断の精度の低下を抑制しながら、バッテリ診断処理時間を短縮することを目的とする。
【解決手段】 複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【解決手段】 複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリの容量劣化を診断する方法として、例えば、二次電池の電圧を診断開始電圧から診断終了電圧まで放電させ、放電中の電流値を積算し、この積算された電流積算量に基づいて、バッテリの劣化状態を判別する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１は、寿命バッテリの使用状態と寿命実績（寿命バッテリの充電特性など）とを関連付けて寿命情報としてデータベース化して準備しておき、診断用バッテリの余寿命を診断する際には、データベースのうち診断用バッテリの使用状態に対応する対応領域から寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉを取得し、充電シーケンスにより診断用バッテリが充電されたときの診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕを取得し、取得した診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕと寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉとの関係から診断用バッテリの余寿命距離Ｒｄや余寿命時間Ｒｔを計算する、余寿命診断方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリの劣化状態を診断する診断中は、ユーザによる車両の使用が制限されるため、バッテリ診断処理に要する時間を短くする必要がある。その一方で、バッテリ診断処理に要する時間を短くすると、診断精度が低下するおそれがある。そこで、本願発明は、診断の精度の低下を抑制しながら、バッテリ診断処理時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、一つの観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、別の観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、一つの観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が低い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、別の観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、診断精度の低下を抑制しながら、バッテリ診断処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車載バッテリの診断装置のブロック図である。
【図２】各電池ブロックの放電カーブを示す図である。
【図３】余寿命マップの模式図である。
【図４】バッテリ診断処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】各電池ブロックの放電カーブを示す図である（実施形態２）
【図６】各電池ブロックの余寿命ランクを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
図１を参照しながら、本実施形態に係る車載バッテリの診断装置について説明する。図１は、車載バッテリの診断装置の一例を示したブロック図である。本実施形態の車載バッテリの診断装置４は、車両に搭載されたバッテリ１０を放電させることにより、バッテリ１０の劣化診断を行う。バッテリ診断処理は、例えば、ディーラー等において、行うことができる。
【００１３】
車両は、バッテリ１０から供給される電力により走行エネルギを発生させるモータと、内燃機関とを有するハイブリッド自動車、バッテリ１０から供給される電力により走行エネルギを発生させるモータのみを動力源として有する電気自動車であってもよい。また、ハイブリッド自動車には、車両外部の電源からバッテリ１０を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド自動車が含まれる。図１に示す矢印は、信号の流れる方向を示す。
【００１４】
車載バッテリの診断装置４は、コントローラ４１（放電制御部、充電制御部、判定部に相当する）と、充放電装置４２と、記憶部４３とを含む。バッテリ１０及び充放電装置４２は、接続回路Ｃ１,Ｃ２を介して接続されている。接続回路Ｃ１には、電流センサ２２が設けられている。電流センサ２２は、バッテリ１０の電流値に関する情報を取得し、この取得した情報をコントローラ４１に出力する。
【００１５】
接続回路Ｃ１には、スイッチＳＷＸ１が設けられている。接続回路Ｃ２には、スイッチＳＷＸ２が設けられている。コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力する。制御信号は、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号であってもよい。スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２がオンされると、バッテリ１０と充放電装置４２との間の電力の供給が許容される。スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２がオフされると、バッテリ１０と充放電装置４２との間の電力の供給が禁止される。
【００１６】
バッテリ１０は、複数の電池ブロック（複数の電池に相当する）１１Ａ〜１１Ｈを含む。これらの電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈはそれぞれ、複数の単電池１１１を含み、互いに直列に接続されている。各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈに含まれる単電池１１１は互いに、直列に接続されている。各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈに含まれる単電池１１１の個数は、同じであってもよい。単電池１１１は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、或いはキャパシタであってもよい。単電池１１１は、単一の電池セル、或いは複数の電池セルを接続した電池モジュールであってもよい。ここで、電池セルとは、充放電可能な最小単位の要素を意味する。
【００１７】
電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈにはそれぞれ電圧センサ（取得部に相当する）２１が設けられている。各電圧センサ２１は、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの電圧（以下、ブロック電圧Ｖｂという）に関する情報を取得し、この取得した情報をコントローラ４１に出力する。
【００１８】
コントローラ４１は、ＣＰＵ、ＭＰＵであってもよい。また、コントローラ４１は、ＣＰＵ等が行う処理の少なくとも一部を回路的に実行するＡＳＩＣ回路を含んでいてもよい。ＣＰＵなどの個数は、単数、或いは複数であってもよい。例えば、充放電装置４２の制御を行うＣＰＵと、バッテリ１０の劣化状態を判定するＣＰＵとが異なっていてもよい。
【００１９】
充放電装置４２は、放電部４２１及び充電部４２２を備える。放電部４２１は、車両に設けられた負荷、或いは車両外部に設けられた負荷であってもよい。車両に設けられた負荷は、エアコン、パワーウィンドウ等の高負荷、或いはルームランプ、テールランプなどの低負荷であってもよい。高負荷は、低負荷よりも作動エネルギが高い。
【００２０】
したがって、バッテリ１０の電力を放電させる負荷として高負荷が選択された場合には、バッテリ１０の診断時間を短くすることができる。バッテリ１０の電力を放電させる負荷として低負荷が選択された場合には、バッテリ１０の診断精度を向上させることができる。放電部４２１は、高負荷及び低負荷をそれぞれ独立して有する構成、或いは高負荷及び低負荷のうちいずれか一方を有する構成であってもよい。
【００２１】
充電部４２２は、車両に搭載されたジェネレータ、或いは車両外部に設けられた外部電源であってもよい。
【００２２】
記憶部４３は、車載バッテリの診断装置４が実行するバッテリ診断処理プログラム及び当該処理プログラムを実行するために必要な関連情報を記憶する。関連情報の詳細は、後述する。
【００２３】
記憶部４３は、ＨＤＤ、メモリを含む。コントローラ４１は、ＨＤＤに記憶されたバッテリ診断処理プログラムをメモリに読み出して、解読することにより、バッテリ診断処理プログラムを実行する。なお、記憶部４３は、ＣＰＵが備える内部メモリであってもよい。この場合、ＣＰＵは、コントローラ４１及び記憶部４３によって構成される。
【００２４】
図２は、バッテリ１０を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図である。図２の縦軸は、電圧センサ２１によって取得された電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂを示す。図２の横軸は、電池ブロックの容量［Ａｈ］を示す。図２の実線は、最大劣化電池ブロック（第１の電池に相当する）を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示し、図２の二点鎖線は、最小劣化電池ブロック（第２の電池に相当する）を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示し、図２の点線は、最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロック以外の他の電池ブロックを診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示す。
【００２５】
ここで、最大劣化電池ブロックとは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち最も劣化が進行した電池ブロックのことである。最小劣化電池ブロックとは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち最も劣化が進行していない電池ブロックのことである。
【００２６】
バッテリ診断処理方法として、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させ、この放電期間中におけるバッテリ１０の電流積算量ΣＩを求め、この求めた電流積算量ΣＩと、基準電流積算量ΣＩとを比較することにより、バッテリ１０の劣化状態を判別する方法が考えられる。ここで、基準電流積算量ΣＩとは、例えば、初期状態のバッテリ１０を放電させたときに取得された電流積算量ΣＩのことである。初期状態とは、バッテリ１０を製造した直後の状態をいう。基準となる電流積算量ΣＩを算出するときにも、診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで変化させながら、電流値Ｉを取得する。
【００２７】
しかしながら、この方法では、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させる必要があるため、バッテリ診断処理に要する時間が長くなる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ１及び最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂの電圧差（以下、検出電圧差ΔＶｂという）から、バッテリ１０の余寿命を判定する。
【００２９】
ここで、判定電圧Ｖｄ１が放電終止電圧Ｖｅ以下に設定されると、バッテリ１０は、過放電されるため、寿命が低下する。また、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が低下するのに応じて電圧差が拡大するため、放電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ１は、これらの点を考慮し、放電終止電圧Ｖｅよりも高い任意の値に設定する必要がある。
【００３０】
バッテリ１０の余寿命は、余寿命マップに関する情報（関連情報である第１の情報に相当する）を記憶部４３に記憶させておくとともに、判定タイミングにおける検出電圧差ΔＶｂと余寿命マップとを比較し、最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロックの容量差を算出することにより判定してもよい。
【００３１】
図３は余寿命マップの模式図であり、横軸がブロック電圧Ｖｂの差であり、縦軸が電池ブロックの容量差である。検出電圧差ΔＶが、寿命電圧差ΔＶｅｎｄ（第２の情報に相当する）に達すると、バッテリ１０は寿命であると判定される。余寿命マップのデータ形式は、関数式、或いはデータテーブルであってもよい。このように、検出電圧差ΔＶｂと容量差との関係を規定しておくことにより、診断精度の低下を抑制できる。
【００３２】
例えば、判定タイミングにおける検出電圧差ΔＶｂがΔＶ１である場合、容量差はΔΣＩ１となり、Δ寿命容量差ΣＩｅｎｄになるまでの時間（つまり、電池ブロックの使用を開始してから寿命に至るまでの期間）がＹ年である場合、診断時点でのバッテリ１０の余寿命は、Ｙ−Ｙ×ΔΣＩ１／ΔΣＩｅｎｄと算出することができる。Ｙ年は、回収されたバッテリを解析することにより取得することができる。
【００３３】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、バッテリ診断処理について詳細に説明する。バッテリ診断処理は、コントローラ４１がバッテリ診断処理の要求を受けたときに開始される。バッテリ診断処理を要求する信号は、例えば、車載バッテリの診断装置４に設けられた図示しない開始ボタンを操作することにより生成される。なお、本フローチャートでは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち電池ブロック１１Ａの劣化が最も進行しており（つまり、電池ブロック１１Ａが最大劣化電池ブロックに相当する）、電池ブロック１１Ｈの劣化が最も進行していない（つまり、最小劣化電池ブロックに相当する）ものと仮定する。
【００３４】
ステップＳ１０１において、コントローラ４１は、バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓよりも高いか否かを判別する。バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓよりも低い場合（ステップＳ１０１のＮｏの場合）、ステップＳ１０２において、コントローラ４１は、充電部４２２を用いてバッテリ１０を充電する。バッテリ１０の電圧とは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂの総和のことである。
【００３５】
ここで、診断開始電圧Ｖｓの値は、適宜設定することができる。本実施形態では、判定タイミングにおける最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロックの電圧差を比較するため、電圧差を比較できるように、診断開始電圧Ｖｓは、バッテリ１０のＳＯＣが高い状態にあるときの電圧に設定しておくことが好ましい。
【００３６】
ステップＳ１０３において、コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２をオンすることにより、バッテリ１０の電力を放電部４２１に放電させる。これにより、バッテリ１０の電圧は徐々に低下する。ステップＳ１０４において、コントローラ４１は、バッテリ１０の電圧及び診断開始電圧Ｖｓが同じになったか否かを判別する。バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓと同じになった場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ステップＳ１０５において、各電圧センサ２１は、対応する電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂを取得し、この取得したブロック電圧Ｖｂを順次コントローラ４１に出力する。
【００３７】
ステップＳ１０６において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうちいずれかの電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが、判定電圧Ｖｄ１に低下したか否かを判別する。いずれかの電池ブロック（本フローチャートでは電池ブロック１１Ａ）のブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ１に低下した場合には、ステップＳ１０７において、コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２をオフすることにより、バッテリ１０の放電を停止する。
【００３８】
ステップＳ１０８において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａの電圧が判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、検出電圧差ΔＶｂを算出する。本実施形態では、判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ及び電池ブロック１１Ｈのブロック電圧Ｖｂの差が検出電圧差ΔＶｂとなる。
【００３９】
ステップＳ１０９において、コントローラ４１は、ステップＳ１０８において算出した検出電圧差ΔＶｂと、図３に図示する余寿命マップとを対比して、バッテリ１０の余寿命を算出する。
【００４０】
図４に示す処理では、バッテリ１０を継続的に放電することによって、バッテリ診断処理を行ったが、これに限るものではない。例えば、バッテリ１０を充電部４２２を用いて継続的に充電することにより、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ２に上昇した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ２と、最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂとの電圧差から、バッテリ１０の余寿命を判定してもよい。
【００４１】
ここで、判定電圧Ｖｄ２が充電終止電圧以上に設定されると、バッテリ１０は、過充電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が増加するのに応じて電圧差が拡大するため、充電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ２は、これらの点を考慮し、充電終止電圧よりも低い任意の値に設定する必要がある。バッテリ１０の余寿命を充電により診断する場合、図３に示す余寿命マップを用いてもよいし、或いは図３とは異なる充電独自の余寿命マップを用いてもよい。
【００４２】
（変形例１）
上述の実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧Ｖｅよりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ１及び最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂの電圧差（以下、検出電圧差ΔＶｂという）から、バッテリ１０の余寿命を判定したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、バッテリの放電によって、最大劣化単電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、判定電圧及び最小劣化単電池の電圧差から、バッテリ１０の余寿命を判定してもよい。すなわち、本発明は、個々の単電池１１１（電池に相当する）に設けられた電圧センサ２１が取得した電圧値に基づき、バッテリ１０の余寿命を判定する方法にも適用することができる。
【００４３】
（実施形態２）
次に、本実施形態に係る車載バッテリの診断装置について説明する。実施形態１と共通する点については、説明を繰り返さない。
【００４４】
本実施形態では、バッテリ１０の放電によって、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうちいずれかの電池ブロック（以下、最大劣化電池ブロックという）のブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧よりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂのバラツキに基づき、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判定する。
【００４５】
ここで、判定電圧Ｖｄ１が放電終止電圧Ｖｅ以下に設定されると、バッテリ１０が過放電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が低下するのに応じて電圧差が拡大するため、放電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ１は、これらの点を考慮し、放電終止電圧Ｖｅよりも高い任意の値に設定する必要がある。
【００４６】
各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの余寿命は、ブロック電圧値Ｖｂと余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報を記憶部４３に記憶させておくとともに、判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂと、記憶部４３に記憶された関連情報とを比較し、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの余寿命に関するランク付けを行うことにより判定してもよい。これにより、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させることによりバッテリ診断処理を行っていた従来の方法よりも、バッテリ診断処理に要する時間を短くすることができる。
【００４７】
図５は、バッテリ１０を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図であり、図２に対応している。図５において、ランクＡは劣化の度合いが小であることを示し、ランクＢは劣化の度合いが中であることを示し、ランクＣは劣化の度合いが大であることを示している。図６は、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのランク付けの結果を模式的に示している。図示例では、電池ブロック１１ＡがランクＣ、電池ブロック１１ＢがランクＡ、電池ブロック１１ＣがランクＣ、電池ブロック１１ＤがランクＣ、電池ブロック１１ＥがランクＢ、電池ブロック１１ＦがランクＢ、電池ブロック１１ＧがランクＡ、電池ブロック１１ＨがランクＣであると評価されている。
【００４８】
この場合、例えば、ランクＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｈの交換が必要であることを、車載バッテリの診断装置４のディスプレイ（不図示）に表示させることにより、ユーザに対してバッテリ１０の余寿命改善を促してもよい。また、複数の交換プランを車載バッテリの診断装置４のディスプレイに表示させることにより、ユーザに対してバッテリ１０の余寿命改善を促してもよい。ここで、複数の交換プランとは、例えば、ランクＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｈを交換することによりバッテリ１０の寿命がＴ１年に延びる（プランＡ）、ランクＢ及びＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｈを交換することによりバッテリ１０の寿命がＴ２年に延びる（プランＢ）であってもよい。これにより、バッテリ１０全体を交換する場合と比べて、交換コストを削減することができる。
【００４９】
本実施形態では、バッテリ１０を継続的に放電することによって、バッテリ診断処理を行ったが、これに限るものではない。具体的には、充電部４２２を用いてバッテリ１０を継続的に充電することにより、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが充電終止電圧よりも低い判定電圧Ｖｄ２に上昇した判定タイミングにおける、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂの差から、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判別してもよい。ここで、判定電圧Ｖｄ２が充電終止電圧以上に設定されると、バッテリ１０は過充電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が増加するのに応じて電圧差が拡大するため、充電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ２は、これらの点を考慮し、充電終止電圧よりも低い任意の値に設定する必要がある。バッテリ１０の余寿命を充電により診断する場合にも、充電に対応した関連情報を記憶部４３に記憶させておくとよい。
【００５０】
（変形例２）
上述の実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧よりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂのバラツキに基づき、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判定したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、バッテリの放電によって、最大劣化単電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、複数の単電池の電圧のバラツキに基づき、各単電池の劣化状態を判定してもよい。すなわち、本発明は、個々の単電池１１１（電池に相当する）に設けられた電圧センサ２１が取得した電圧値に基づき、各単電池１１１の余寿命を判定する方法にも適用することができる。これにより、単電池１１１単位での交換を行うことが可能となり、コストの増大を抑制しながらバッテリの寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００５１】
４：車載バッテリの診断装置 １０：バッテリ
１１Ａ〜１１Ｈ：電池ブロック ２１：電圧センサ
２２：電流センサ ４１：コントローラ
４２：充放電装置 ４３：記憶部
４２１：放電部 ４２２：充電部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリの容量劣化を診断する方法として、例えば、二次電池の電圧を診断開始電圧から診断終了電圧まで放電させ、放電中の電流値を積算し、この積算された電流積算量に基づいて、バッテリの劣化状態を判別する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１は、寿命バッテリの使用状態と寿命実績（寿命バッテリの充電特性など）とを関連付けて寿命情報としてデータベース化して準備しておき、診断用バッテリの余寿命を診断する際には、データベースのうち診断用バッテリの使用状態に対応する対応領域から寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉを取得し、充電シーケンスにより診断用バッテリが充電されたときの診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕを取得し、取得した診断充電電圧バラツキΔＶｍｃｃｕと寿命充電電圧バラツキΔＶｍｃｌｉとの関係から診断用バッテリの余寿命距離Ｒｄや余寿命時間Ｒｔを計算する、余寿命診断方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリの劣化状態を診断する診断中は、ユーザによる車両の使用が制限されるため、バッテリ診断処理に要する時間を短くする必要がある。その一方で、バッテリ診断処理に要する時間を短くすると、診断精度が低下するおそれがある。そこで、本願発明は、診断の精度の低下を抑制しながら、バッテリ診断処理時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、一つの観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、別の観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、一つの観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が低い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明に係る車載バッテリの劣化診断装置は、別の観点として、複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、診断精度の低下を抑制しながら、バッテリ診断処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車載バッテリの診断装置のブロック図である。
【図２】各電池ブロックの放電カーブを示す図である。
【図３】余寿命マップの模式図である。
【図４】バッテリ診断処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】各電池ブロックの放電カーブを示す図である（実施形態２）
【図６】各電池ブロックの余寿命ランクを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
図１を参照しながら、本実施形態に係る車載バッテリの診断装置について説明する。図１は、車載バッテリの診断装置の一例を示したブロック図である。本実施形態の車載バッテリの診断装置４は、車両に搭載されたバッテリ１０を放電させることにより、バッテリ１０の劣化診断を行う。バッテリ診断処理は、例えば、ディーラー等において、行うことができる。
【００１３】
車両は、バッテリ１０から供給される電力により走行エネルギを発生させるモータと、内燃機関とを有するハイブリッド自動車、バッテリ１０から供給される電力により走行エネルギを発生させるモータのみを動力源として有する電気自動車であってもよい。また、ハイブリッド自動車には、車両外部の電源からバッテリ１０を充電可能ないわゆるプラグインハイブリッド自動車が含まれる。図１に示す矢印は、信号の流れる方向を示す。
【００１４】
車載バッテリの診断装置４は、コントローラ４１（放電制御部、充電制御部、判定部に相当する）と、充放電装置４２と、記憶部４３とを含む。バッテリ１０及び充放電装置４２は、接続回路Ｃ１,Ｃ２を介して接続されている。接続回路Ｃ１には、電流センサ２２が設けられている。電流センサ２２は、バッテリ１０の電流値に関する情報を取得し、この取得した情報をコントローラ４１に出力する。
【００１５】
接続回路Ｃ１には、スイッチＳＷＸ１が設けられている。接続回路Ｃ２には、スイッチＳＷＸ２が設けられている。コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力する。制御信号は、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号であってもよい。スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２がオンされると、バッテリ１０と充放電装置４２との間の電力の供給が許容される。スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２がオフされると、バッテリ１０と充放電装置４２との間の電力の供給が禁止される。
【００１６】
バッテリ１０は、複数の電池ブロック（複数の電池に相当する）１１Ａ〜１１Ｈを含む。これらの電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈはそれぞれ、複数の単電池１１１を含み、互いに直列に接続されている。各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈに含まれる単電池１１１は互いに、直列に接続されている。各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈに含まれる単電池１１１の個数は、同じであってもよい。単電池１１１は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、或いはキャパシタであってもよい。単電池１１１は、単一の電池セル、或いは複数の電池セルを接続した電池モジュールであってもよい。ここで、電池セルとは、充放電可能な最小単位の要素を意味する。
【００１７】
電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈにはそれぞれ電圧センサ（取得部に相当する）２１が設けられている。各電圧センサ２１は、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの電圧（以下、ブロック電圧Ｖｂという）に関する情報を取得し、この取得した情報をコントローラ４１に出力する。
【００１８】
コントローラ４１は、ＣＰＵ、ＭＰＵであってもよい。また、コントローラ４１は、ＣＰＵ等が行う処理の少なくとも一部を回路的に実行するＡＳＩＣ回路を含んでいてもよい。ＣＰＵなどの個数は、単数、或いは複数であってもよい。例えば、充放電装置４２の制御を行うＣＰＵと、バッテリ１０の劣化状態を判定するＣＰＵとが異なっていてもよい。
【００１９】
充放電装置４２は、放電部４２１及び充電部４２２を備える。放電部４２１は、車両に設けられた負荷、或いは車両外部に設けられた負荷であってもよい。車両に設けられた負荷は、エアコン、パワーウィンドウ等の高負荷、或いはルームランプ、テールランプなどの低負荷であってもよい。高負荷は、低負荷よりも作動エネルギが高い。
【００２０】
したがって、バッテリ１０の電力を放電させる負荷として高負荷が選択された場合には、バッテリ１０の診断時間を短くすることができる。バッテリ１０の電力を放電させる負荷として低負荷が選択された場合には、バッテリ１０の診断精度を向上させることができる。放電部４２１は、高負荷及び低負荷をそれぞれ独立して有する構成、或いは高負荷及び低負荷のうちいずれか一方を有する構成であってもよい。
【００２１】
充電部４２２は、車両に搭載されたジェネレータ、或いは車両外部に設けられた外部電源であってもよい。
【００２２】
記憶部４３は、車載バッテリの診断装置４が実行するバッテリ診断処理プログラム及び当該処理プログラムを実行するために必要な関連情報を記憶する。関連情報の詳細は、後述する。
【００２３】
記憶部４３は、ＨＤＤ、メモリを含む。コントローラ４１は、ＨＤＤに記憶されたバッテリ診断処理プログラムをメモリに読み出して、解読することにより、バッテリ診断処理プログラムを実行する。なお、記憶部４３は、ＣＰＵが備える内部メモリであってもよい。この場合、ＣＰＵは、コントローラ４１及び記憶部４３によって構成される。
【００２４】
図２は、バッテリ１０を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図である。図２の縦軸は、電圧センサ２１によって取得された電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂを示す。図２の横軸は、電池ブロックの容量［Ａｈ］を示す。図２の実線は、最大劣化電池ブロック（第１の電池に相当する）を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示し、図２の二点鎖線は、最小劣化電池ブロック（第２の電池に相当する）を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示し、図２の点線は、最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロック以外の他の電池ブロックを診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させたときの放電カーブを示す。
【００２５】
ここで、最大劣化電池ブロックとは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち最も劣化が進行した電池ブロックのことである。最小劣化電池ブロックとは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち最も劣化が進行していない電池ブロックのことである。
【００２６】
バッテリ診断処理方法として、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させ、この放電期間中におけるバッテリ１０の電流積算量ΣＩを求め、この求めた電流積算量ΣＩと、基準電流積算量ΣＩとを比較することにより、バッテリ１０の劣化状態を判別する方法が考えられる。ここで、基準電流積算量ΣＩとは、例えば、初期状態のバッテリ１０を放電させたときに取得された電流積算量ΣＩのことである。初期状態とは、バッテリ１０を製造した直後の状態をいう。基準となる電流積算量ΣＩを算出するときにも、診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで変化させながら、電流値Ｉを取得する。
【００２７】
しかしながら、この方法では、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させる必要があるため、バッテリ診断処理に要する時間が長くなる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ１及び最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂの電圧差（以下、検出電圧差ΔＶｂという）から、バッテリ１０の余寿命を判定する。
【００２９】
ここで、判定電圧Ｖｄ１が放電終止電圧Ｖｅ以下に設定されると、バッテリ１０は、過放電されるため、寿命が低下する。また、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が低下するのに応じて電圧差が拡大するため、放電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ１は、これらの点を考慮し、放電終止電圧Ｖｅよりも高い任意の値に設定する必要がある。
【００３０】
バッテリ１０の余寿命は、余寿命マップに関する情報（関連情報である第１の情報に相当する）を記憶部４３に記憶させておくとともに、判定タイミングにおける検出電圧差ΔＶｂと余寿命マップとを比較し、最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロックの容量差を算出することにより判定してもよい。
【００３１】
図３は余寿命マップの模式図であり、横軸がブロック電圧Ｖｂの差であり、縦軸が電池ブロックの容量差である。検出電圧差ΔＶが、寿命電圧差ΔＶｅｎｄ（第２の情報に相当する）に達すると、バッテリ１０は寿命であると判定される。余寿命マップのデータ形式は、関数式、或いはデータテーブルであってもよい。このように、検出電圧差ΔＶｂと容量差との関係を規定しておくことにより、診断精度の低下を抑制できる。
【００３２】
例えば、判定タイミングにおける検出電圧差ΔＶｂがΔＶ１である場合、容量差はΔΣＩ１となり、Δ寿命容量差ΣＩｅｎｄになるまでの時間（つまり、電池ブロックの使用を開始してから寿命に至るまでの期間）がＹ年である場合、診断時点でのバッテリ１０の余寿命は、Ｙ−Ｙ×ΔΣＩ１／ΔΣＩｅｎｄと算出することができる。Ｙ年は、回収されたバッテリを解析することにより取得することができる。
【００３３】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、バッテリ診断処理について詳細に説明する。バッテリ診断処理は、コントローラ４１がバッテリ診断処理の要求を受けたときに開始される。バッテリ診断処理を要求する信号は、例えば、車載バッテリの診断装置４に設けられた図示しない開始ボタンを操作することにより生成される。なお、本フローチャートでは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうち電池ブロック１１Ａの劣化が最も進行しており（つまり、電池ブロック１１Ａが最大劣化電池ブロックに相当する）、電池ブロック１１Ｈの劣化が最も進行していない（つまり、最小劣化電池ブロックに相当する）ものと仮定する。
【００３４】
ステップＳ１０１において、コントローラ４１は、バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓよりも高いか否かを判別する。バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓよりも低い場合（ステップＳ１０１のＮｏの場合）、ステップＳ１０２において、コントローラ４１は、充電部４２２を用いてバッテリ１０を充電する。バッテリ１０の電圧とは、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂの総和のことである。
【００３５】
ここで、診断開始電圧Ｖｓの値は、適宜設定することができる。本実施形態では、判定タイミングにおける最大劣化電池ブロック及び最小劣化電池ブロックの電圧差を比較するため、電圧差を比較できるように、診断開始電圧Ｖｓは、バッテリ１０のＳＯＣが高い状態にあるときの電圧に設定しておくことが好ましい。
【００３６】
ステップＳ１０３において、コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２をオンすることにより、バッテリ１０の電力を放電部４２１に放電させる。これにより、バッテリ１０の電圧は徐々に低下する。ステップＳ１０４において、コントローラ４１は、バッテリ１０の電圧及び診断開始電圧Ｖｓが同じになったか否かを判別する。バッテリ１０の電圧が診断開始電圧Ｖｓと同じになった場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、ステップＳ１０５において、各電圧センサ２１は、対応する電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂを取得し、この取得したブロック電圧Ｖｂを順次コントローラ４１に出力する。
【００３７】
ステップＳ１０６において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうちいずれかの電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが、判定電圧Ｖｄ１に低下したか否かを判別する。いずれかの電池ブロック（本フローチャートでは電池ブロック１１Ａ）のブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ１に低下した場合には、ステップＳ１０７において、コントローラ４１は、スイッチＳＷＸ１，ＳＷＸ２をオフすることにより、バッテリ１０の放電を停止する。
【００３８】
ステップＳ１０８において、コントローラ４１は、電池ブロック１１Ａの電圧が判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、検出電圧差ΔＶｂを算出する。本実施形態では、判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ及び電池ブロック１１Ｈのブロック電圧Ｖｂの差が検出電圧差ΔＶｂとなる。
【００３９】
ステップＳ１０９において、コントローラ４１は、ステップＳ１０８において算出した検出電圧差ΔＶｂと、図３に図示する余寿命マップとを対比して、バッテリ１０の余寿命を算出する。
【００４０】
図４に示す処理では、バッテリ１０を継続的に放電することによって、バッテリ診断処理を行ったが、これに限るものではない。例えば、バッテリ１０を充電部４２２を用いて継続的に充電することにより、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが判定電圧Ｖｄ２に上昇した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ２と、最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂとの電圧差から、バッテリ１０の余寿命を判定してもよい。
【００４１】
ここで、判定電圧Ｖｄ２が充電終止電圧以上に設定されると、バッテリ１０は、過充電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が増加するのに応じて電圧差が拡大するため、充電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ２は、これらの点を考慮し、充電終止電圧よりも低い任意の値に設定する必要がある。バッテリ１０の余寿命を充電により診断する場合、図３に示す余寿命マップを用いてもよいし、或いは図３とは異なる充電独自の余寿命マップを用いてもよい。
【００４２】
（変形例１）
上述の実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧Ｖｅよりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける、判定電圧Ｖｄ１及び最小劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂの電圧差（以下、検出電圧差ΔＶｂという）から、バッテリ１０の余寿命を判定したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、バッテリの放電によって、最大劣化単電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、判定電圧及び最小劣化単電池の電圧差から、バッテリ１０の余寿命を判定してもよい。すなわち、本発明は、個々の単電池１１１（電池に相当する）に設けられた電圧センサ２１が取得した電圧値に基づき、バッテリ１０の余寿命を判定する方法にも適用することができる。
【００４３】
（実施形態２）
次に、本実施形態に係る車載バッテリの診断装置について説明する。実施形態１と共通する点については、説明を繰り返さない。
【００４４】
本実施形態では、バッテリ１０の放電によって、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのうちいずれかの電池ブロック（以下、最大劣化電池ブロックという）のブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧よりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂのバラツキに基づき、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判定する。
【００４５】
ここで、判定電圧Ｖｄ１が放電終止電圧Ｖｅ以下に設定されると、バッテリ１０が過放電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が低下するのに応じて電圧差が拡大するため、放電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ１は、これらの点を考慮し、放電終止電圧Ｖｅよりも高い任意の値に設定する必要がある。
【００４６】
各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの余寿命は、ブロック電圧値Ｖｂと余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報を記憶部４３に記憶させておくとともに、判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの各ブロック電圧Ｖｂと、記憶部４３に記憶された関連情報とを比較し、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの余寿命に関するランク付けを行うことにより判定してもよい。これにより、バッテリ１０を診断開始電圧Ｖｓから放電終止電圧Ｖｅまで放電させることによりバッテリ診断処理を行っていた従来の方法よりも、バッテリ診断処理に要する時間を短くすることができる。
【００４７】
図５は、バッテリ１０を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図であり、図２に対応している。図５において、ランクＡは劣化の度合いが小であることを示し、ランクＢは劣化の度合いが中であることを示し、ランクＣは劣化の度合いが大であることを示している。図６は、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのランク付けの結果を模式的に示している。図示例では、電池ブロック１１ＡがランクＣ、電池ブロック１１ＢがランクＡ、電池ブロック１１ＣがランクＣ、電池ブロック１１ＤがランクＣ、電池ブロック１１ＥがランクＢ、電池ブロック１１ＦがランクＢ、電池ブロック１１ＧがランクＡ、電池ブロック１１ＨがランクＣであると評価されている。
【００４８】
この場合、例えば、ランクＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｈの交換が必要であることを、車載バッテリの診断装置４のディスプレイ（不図示）に表示させることにより、ユーザに対してバッテリ１０の余寿命改善を促してもよい。また、複数の交換プランを車載バッテリの診断装置４のディスプレイに表示させることにより、ユーザに対してバッテリ１０の余寿命改善を促してもよい。ここで、複数の交換プランとは、例えば、ランクＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｈを交換することによりバッテリ１０の寿命がＴ１年に延びる（プランＡ）、ランクＢ及びＣに評価された電池ブロック１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｈを交換することによりバッテリ１０の寿命がＴ２年に延びる（プランＢ）であってもよい。これにより、バッテリ１０全体を交換する場合と比べて、交換コストを削減することができる。
【００４９】
本実施形態では、バッテリ１０を継続的に放電することによって、バッテリ診断処理を行ったが、これに限るものではない。具体的には、充電部４２２を用いてバッテリ１０を継続的に充電することにより、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが充電終止電圧よりも低い判定電圧Ｖｄ２に上昇した判定タイミングにおける、電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂの差から、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判別してもよい。ここで、判定電圧Ｖｄ２が充電終止電圧以上に設定されると、バッテリ１０は過充電され、寿命が低下する。また、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂは、蓄電量が増加するのに応じて電圧差が拡大するため、充電がある程度進んだ状態でないと、電圧差が小さすぎて、診断精度が低下する。判定電圧Ｖｄ２は、これらの点を考慮し、充電終止電圧よりも低い任意の値に設定する必要がある。バッテリ１０の余寿命を充電により診断する場合にも、充電に対応した関連情報を記憶部４３に記憶させておくとよい。
【００５０】
（変形例２）
上述の実施形態では、バッテリ１０の放電によって、最大劣化電池ブロックのブロック電圧Ｖｂが放電終止電圧よりも高い判定電圧Ｖｄ１に低下した判定タイミングにおける電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈのブロック電圧Ｖｂのバラツキに基づき、各電池ブロック１１Ａ〜１１Ｈの劣化状態を判定したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、バッテリの放電によって、最大劣化単電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、複数の単電池の電圧のバラツキに基づき、各単電池の劣化状態を判定してもよい。すなわち、本発明は、個々の単電池１１１（電池に相当する）に設けられた電圧センサ２１が取得した電圧値に基づき、各単電池１１１の余寿命を判定する方法にも適用することができる。これにより、単電池１１１単位での交換を行うことが可能となり、コストの増大を抑制しながらバッテリの寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００５１】
４：車載バッテリの診断装置 １０：バッテリ
１１Ａ〜１１Ｈ：電池ブロック ２１：電圧センサ
２２：電流センサ ４１：コントローラ
４２：充放電装置 ４３：記憶部
４２１：放電部 ４２２：充電部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、
前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項２】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電圧差と前記電池間の容量差との関連情報である第１の情報と、前記車載バッテリの寿命に対応した寿命容量差に関する第２の情報とが記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得した前記電圧差と前記第１の情報とに基づき算出される前記電池間の容量差と、前記寿命容量差との差分の大小に基づき、前記車載バッテリの余寿命を判定することを特徴とする請求項１に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項３】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項４】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が低い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項５】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電圧差と前記電池間の容量差との関連情報である第１の情報と、前記車載バッテリの寿命に対応した寿命容量差に関する第２の情報とが記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得した前記電圧差と前記第１の情報とに基づき算出される前記電池間の容量差と、前記寿命容量差との差分の大小に基づき、前記車載バッテリの余寿命を判定することを特徴とする請求項４に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項６】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項４又は５に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項７】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項８】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電池の電圧と前記電池の余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報が記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得された各前記電池の電圧と、前記関連情報とに基づき、各前記電池のランク分けを行うことを特徴とする請求項７に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項９】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項７又は８に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項１０】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項１１】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電池の電圧と前記電池の余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報が記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得された各前記電池の電圧と、前記関連情報とに基づき、各前記電池のランク分けを行うことを特徴とする請求項１０に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項１２】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項１】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの劣化診断装置であって、
前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が高い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項２】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電圧差と前記電池間の容量差との関連情報である第１の情報と、前記車載バッテリの寿命に対応した寿命容量差に関する第２の情報とが記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得した前記電圧差と前記第１の情報とに基づき算出される前記電池間の容量差と、前記寿命容量差との差分の大小に基づき、前記車載バッテリの余寿命を判定することを特徴とする請求項１に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項３】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項４】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇した判定タイミングにおける、前記判定電圧と、前記複数の電池のうち最も電圧が低い前記電池との電圧差から、前記車載バッテリの余寿命を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項５】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電圧差と前記電池間の容量差との関連情報である第１の情報と、前記車載バッテリの寿命に対応した寿命容量差に関する第２の情報とが記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得した前記電圧差と前記第１の情報とに基づき算出される前記電池間の容量差と、前記寿命容量差との差分の大小に基づき、前記車載バッテリの余寿命を判定することを特徴とする請求項４に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項６】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項４又は５に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項７】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを放電させる放電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの放電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が放電終止電圧よりも高い判定電圧に低下したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項８】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電池の電圧と前記電池の余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報が記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得された各前記電池の電圧と、前記関連情報とに基づき、各前記電池のランク分けを行うことを特徴とする請求項７に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項９】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項７又は８に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項１０】
複数の電池を有する車載バッテリの容量劣化を診断する車載バッテリの診断装置であって、
前記車載バッテリを充電させる充電制御部と、
前記複数の電池の各電圧に関する情報を取得する取得部と、
前記車載バッテリの充電によって、前記複数の電池のうちいずれかの前記電池の電圧が充電終止電圧よりも低い判定電圧に上昇したタイミングにおける前記複数の電池間の電圧のバラツキに基づき、各前記電池の劣化状態を判定する判定部と、
を有することを特徴とする車載バッテリの診断装置。
【請求項１１】
さらに、記憶部を有し、
前記記憶部には、前記電池の電圧と前記電池の余寿命の大小に関するランクとを対応付けた関連情報が記憶されており、
前記判定部は、前記判定タイミングにおいて取得された各前記電池の電圧と、前記関連情報とに基づき、各前記電池のランク分けを行うことを特徴とする請求項１０に記載の車載バッテリの診断装置。
【請求項１２】
前記複数の電池はそれぞれ、複数の単電池を接続した電池ブロックであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の車載バッテリの診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１０８９１（Ｐ２０１３−１１０８９１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５２６０（Ｐ２０１１−２５５２６０）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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