特開 2024-135361 電池監視装置、電池監視方法及び電池監視プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135361

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】電池監視装置、電池監視方法及び電池監視プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/392 20190101AFI20240927BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240927BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240927BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20240927BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20240927BHJP

   G01R 31/3828 20190101ALI20240927BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20240927BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01R31/392

H02J7/00 Y

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R31/396

G01R31/382

G01R31/3828

G01R31/385

G01R31/387

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045998

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大谷 拓寛

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA01

2G216BA02

2G216BA21

2G216BA22

2G216BA33

2G216BA64

5G503BB02

5G503EA08

5G503FA06

5G503GD02

5G503GD06

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】複数の電池を含む電池システムの性能を十分に発揮させること。
【解決手段】実施形態に係る電池監視装置は、複数の電池の劣化度合いを監視するコントローラを備える。コントローラは、劣化度合いが第１の閾値以上である第１の電池が存在する場合、複数の電池の劣化に関するパラメータに基づき、第１の閾値より小さい第２の閾値を設定する。コントローラは、第１の電池とともに、複数の電池のうち劣化度合いが第１の閾値未満であって、かつ劣化度合いが第２の閾値以上である第２の電池の交換を促す通知を出力する。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池の劣化度合いを監視するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記劣化度合いが第１の閾値以上である第１の電池が存在する場合、前記複数の電池の劣化に関するパラメータに基づき、前記第１の閾値より小さい第２の閾値を設定し、
前記劣化度合いが前記第１の閾値未満、かつ前記第２の閾値以上である第２の電池が存在する場合、前記第１の電池の交換とともに、前記第２の電池の交換を促す通知を出力する
電池監視装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記複数の電池のそれぞれの温度を前記パラメータとして、前記第２の閾値を設定する
請求項１に記載の電池監視装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記複数の電池のそれぞれを流れた電流を前記パラメータとして、前記第２の閾値を設定する
請求項１に記載の電池監視装置。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記複数の電池のそれぞれについて、一定の期間における前記パラメータの度数分布を計測し、
前記度数分布のそれぞれにおけるピーク間のばらつきが大きいほど、前記第２の閾値を小さくする
請求項１に記載の電池監視装置。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記度数分布のそれぞれにおけるピークの最大値と最小値との差が大きいほど、前記第２の閾値を小さくする
請求項４に記載の電池監視装置。

【請求項6】

前記コントローラは、
前記度数分布のそれぞれにおけるピークの標準偏差が大きいほど、前記第２の閾値を小さくする
請求項４に記載の電池監視装置。

【請求項7】

前記コントローラは、
前記ピーク間のばらつきの大きさに対応付けられた１以下の係数を、前記第１の閾値より小さいあらかじめ定められた初期値に掛けた値を、前記第２の閾値に設定する
請求項４に記載の電池監視装置。

【請求項8】

複数の電池の劣化度合いを監視するコントローラを備えた電池監視装置によって実行される電池監視方法であって、
前記劣化度合いが第１の閾値以上である第１の電池が存在する場合、前記複数の電池の劣化に関するパラメータに基づき、前記第１の閾値より小さい第２の閾値を設定し、
前記劣化度合いが前記第１の閾値未満、かつ前記第２の閾値以上である第２の電池が存在する場合、前記第１の電池の交換とともに、前記第２の電池の交換を促す通知を出力する
電池監視方法。

【請求項9】

複数の電池の劣化度合いを監視するコントローラに、
前記劣化度合いが第１の閾値以上である第１の電池が存在する場合、前記複数の電池の劣化に関するパラメータに基づき、前記第１の閾値より小さい第２の閾値を設定し、
前記劣化度合いが前記第１の閾値未満、かつ前記第２の閾値以上である第２の電池が存在する場合、前記第１の電池の交換とともに、前記第２の電池の交換を促す通知を出力する
処理を実行させることを特徴とする電池監視プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池を監視する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、繰り返し充電して使用される二次電池の劣化度合いを閾値と比較することで、二次電池を交換するか否かを判定する技術が知られている。

【0003】

特許文献１に記載の方法では、最小二乗法を用いて、車両に搭載された二次電池の満充電容量と車両の走行距離の平方根との相関関数が決定される。さらに、特許文献１に記載の方法では、当該相関関数が寿命判定ライン（閾値に相当）と交差する点が二次電池の交換時期と判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１９５３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の技術には、後述の通り、複数の電池を含む電池システム（例えば、複数の電池セルを含む電池パック）の性能を十分に発揮させることができない場合があるという問題がある。

【0006】

つまり、電池セルが劣化すると、劣化度合いに応じて満充電容量が低下する。電池パックにおいては、劣化度合いが大きい電池セルに合わせて充電及び放電が行われる。

【0007】

その結果、本来の充電リミット及び放電リミットまで電池パックの充電及び放電を行うことができなくなり、電池パック全体としての実質的な充電容量が低下する。

【0008】

上記のような劣化度合いのばらつきに起因する電池パックの性能の低下を防止するためには、交換のタイミングで、ばらつきの原因となる複数の電池セルをまとめて交換することが望ましい。

【0009】

一方で、特許文献１に記載の技術では、各電池セルの交換時期を判定することはできるものの、複数の電池セルの交換タイミングを判定することは難しい。

【0010】

ここで、複数の電池セルの交換タイミングを判定する方法として、図１３に示すような２つの閾値を利用する方法が考えられる。図１３は、従来の判定方法を示す図である。

【0011】

図１３には、時間の経過（横軸）にともない電池セルの劣化度合い（縦軸）が増加することが示されている。劣化の度合いの増加量は電池セルごとに異なる。

【0012】

図１３の方法では、まず、電池パックに含まれる複数の電池セルのうち、第１の電池セル（実線の矢印に対応）の劣化度合いが即交換閾値を超えた場合に、第１の電池セルが交換対象と判定される。

【0013】

さらに、第１の電池セルの劣化度合いが即交換閾値を超えた際に、即交換閾値よりも小さい同時交換閾値を超えた第２の電池セル（一点鎖線の矢印に対応）が存在する場合、第２の電池セルは交換対象と判定される。

【0014】

これにより、図１３では、時間ｔ_０において、第１の電池セルと第２の電池セルが同時に交換可能である。

【0015】

一方で、図１４に示すように、第１の電池セルと第２の電池セルの劣化度合いの増加量の違いによっては、時間ｔ_０において第１の電池セルが交換対象と判定されるのに対し、第２の電池セルが交換対象と判定されない場合がある。図１４は、従来の判定方法を示す図である。

【0016】

この場合、時間ｔ_０と時間ｔ_１との間の期間において、交換後の第１の電池セルと未交換の第２の電池セルとの間で劣化度合いのばらつきが大きくなる。そして、前述の通り、劣化度合いが小さい交換後の第１の電池セルは、本来の性能を発揮できない。

【0017】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の電池を含む電池システムの性能を十分に発揮させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

実施形態の一態様に係る電池監視装置は、複数の電池の劣化度合いを監視するコントローラを備える。コントローラは、劣化度合いが第１の閾値以上である第１の電池が存在する場合、複数の電池の劣化に関するパラメータに基づき、第１の閾値より小さい第２の閾値を設定する。劣化度合いが第１の閾値未満、かつ第２の閾値以上である第２の電池が存在する場合、コントローラは、第１の電池の交換とともに、第２の電池の交換を促す通知を出力する。

【発明の効果】

【0019】

実施形態の一態様によれば、複数の電池を含む電池システムの性能を十分に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態に係る電池ＥＣＵを含む車両の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、電池セルの劣化度合いを計算する処理の流れを示すフローチャートである。

【図3】図３は、劣化度合いテーブルの例を示す図である。

【図4】図４は、電池セルの交換判定に関する処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、温度ログテーブルの例を示す図である。

【図6】図６は、電池セルの交換判定処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、閾値テーブルの例を示す図である。

【図8】図８は、度数分布テーブルの例を示す図である。

【図9】図９は、ヒストグラムの例を示す図である。

【図10】図１０は、係数マップテーブルの例を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態の効果を説明する図である。

【図12】図１２は、変形例のヒストグラムの例を示す図である。

【図13】図１３は、従来の判定方法を示す図である。

【図14】図１４は、従来の判定方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る電池監視装置、電池監視方法及び電池監視プログラムについて詳細に説明する。本実施形態により本発明が限定されるものではない。本実施形態では、電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が電池監視装置として機能する。

【0022】

図１を用いて、電池ＥＣＵを含む車両の構成を説明する。図１は、実施形態に係る電池ＥＣＵを含む車両の構成例を示すブロック図である。

【0023】

図１の車両１は、電池から供給される電力によりモータを駆動することで走行する。車両１は、例えばＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）、ＨＶ（Hybrid Vehicle）及びＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）のいずれかである。

【0024】

図１に示すように、車両１は、電池パック１０、モータ２０、電池ＥＣＵ３０及び出力装置４０を有する。

【0025】

電池パック１０は、複数の電池セルを含む。電池パック１０は、電池セル１０１、電池セル１０２、電池セル１０３及び電池セル１０４を含む。電池パック１０に含まれる電池セルの数は４個に限られず、例えば８個であってもよい。

【0026】

電池セル１０１、電池セル１０２、電池セル１０３及び電池セル１０４は、例えばリチウムイオン二次電池である。複数の電池セルを含む電池パック１０は、複数の電池を含む電池システムの一例である。なお、電池システムは電池パック１０に限られず、複数の単電池をシステムとして構成したものであればよい。

【0027】

電池パック１０は、モータ２０を含む車両１の各装置に電力を供給する。その際、電池パック１０に含まれる各電池パックは放電する。また、電池パック１０に含まれる電池セルは、外部電源を用いて充電される。

【0028】

電池パック１０の各電池セルは、充電及び放電を繰り返すことによって劣化していく。また、劣化により、各電池セルの満充電容量が減少していく。劣化度合いが大きいほど、満充電容量の減少度合いは大きくなる。

【0029】

各電池セルの劣化の早さは、電池パック１０における位置によって異なる。具体的には、中央に配置される電池セルほど劣化が早い傾向がある。逆に、端の方に配置される電池セルほど劣化が遅い傾向がある。

【0030】

これは、電池セルの温度が高いほど劣化が早くなるためである。中央に配置される電池セルは、端の方に配置される電池セルと比べて温度が上昇しやすい。

【0031】

電池パック１０は、各電池セルに流れる電流を測定する１つ以上の電流センサ、及び各電池セルの温度を測定する１つ以上のサーミスタを備える。

【0032】

電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０を監視する。電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０から情報を取得する。電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０から、例えば各電池セルに流れる電流及び各電池セルの温度を取得する。

【0033】

電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０から取得した情報を用いて処理を実行する。電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０の各電池セルの劣化度合いを計算する。そして、電池ＥＣＵ３０は、電池パック１０の各電池セルが交換対象であるか否かを判定する。

【0034】

電池ＥＣＵ３０は、コントローラ３１、メモリ３２及び入出力インタフェース３３を有する。電池ＥＣＵ３０は、マイコンであってもよい。

【0035】

コントローラ３１は、メモリ３２に記憶されたプログラムを読み出して実行する。コントローラ３１は、マイコン、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＳｏＣ（System on a Chip）等である。

【0036】

コントローラ３１は、単一のプロセッサであってもよい。コントローラ３１は、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、コントローラ３１は、単一のソケットで接続される単一のチップ内に複数のコアを有するマルチコア構成であってもよい。

【0037】

メモリ３２は、フラッシュメモリ等の記憶媒体である。メモリ３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）として機能する。

【0038】

入出力インタフェース３３は、電池ＥＣＵ３０と他の装置との間でデータの入出力を行うためのインタフェースである。例えば、入出力インタフェース３３は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等のシリアルインタフェースである。

【0039】

出力装置４０は、画像及び音声等を出力する。例えば、出力装置４０は、ディスプレイ及びスピーカ等である。出力装置４０は、オーディオシステム、カーナビゲーションシステム又はオーディオディスプレイの一部であってもよい。電池ＥＣＵ３０は、処理の結果を、出力装置４０を介して出力する。

【0040】

以下、図２等のフローチャートを用いて、コントローラ３１の処理を詳細に説明する。コントローラ３１は、電池セルの劣化度合いを計算する処理を行う。そして、コントローラ３１は、計算した劣化度合いを基に、交換対象の電池セルを判定する。

【0041】

本実施形態では、コントローラ３１は、電池パック１０の各電池セルが充電されるタイミングで電池パック１０の劣化度合いを計算する。

【0042】

図２を用いて、電池セルの劣化度合いを計算する処理を説明する。図２は、電池セルの劣化度合いを計算する処理の流れを示すフローチャートである。

【0043】

まず、コントローラ３１は、複数の電池セルを含む電池パック１０の充電開始を検出する（ステップＳ１１）。すなわち、コントローラ３１は、電池パック１０の充電開始とともに劣化度合いを計算する処理を開始する。

【0044】

コントローラ３１は、電池パック１０に備えられた電流センサから、電池パック１０の方向に電流が流れていることを示す信号を受信することで充電開始を検出することができる。

【0045】

コントローラ３１は、車両１に備えられた充電制御ＥＣＵから充電が開始されたことを示す信号を受信してもよい。充電制御ＥＣＵは、電池パック１０の充電量の制御を行うＥＣＵである。

【0046】

次に、コントローラ３１は、電池パック１０に備えられた電流センサを介して、複数の電池セルのそれぞれに流れた電流を取得する（ステップＳ１２）。コントローラ３１は、電流の測定結果を基に、複数の電池セルのそれぞれの満充電状態になるまでの積算電流量を計算する（ステップＳ１３）。すなわち、コントローラ３１は、各電池セルについて、現状の満充電容量を測定する。また、例えば、コントローラ３１は、電池セルの電圧の変化を基に満充電状態になったことを検知する。

【0047】

コントローラ３１は、計算した積算電流量を基に、複数の電池セルのそれぞれの劣化度合いを計算する（ステップＳ１４）。コントローラ３１は、各電池セルの満充電容量の初期値に対する積算電流量の割合が小さいほど大きくなるように劣化度合いを計算する。規定の満充電容量は、例えば電池セルの設計上の新品時点の満充電容量である。

【0048】

満充電容量の初期値が１２Ａｈであり、計算した積算電流量が８Ａｈであった電池セルについて、コントローラ３１は、劣化度合いを１２Ａｈ／８Ａｈ＝１．５と計算する。

【0049】

コントローラ３１は、計算した複数の電池セルのそれぞれの劣化度合いをメモリ３２に格納する（ステップＳ１５）。すなわち、コントローラ３１は、メモリ３２に記憶された劣化度合いテーブルに、電池セルごとの劣化度合いを登録する。

【0050】

図３は、劣化度合いテーブルの例を示す図である。図３に示すように、劣化度合いテーブル３２１は、「セル番号」列及び「劣化度合い」列を含む。

【0051】

「セル番号」列にはセル番号が格納される。セル番号は、電池パック１０に含まれる電池セルを識別する番号である。ここでは、図１の電池セル１０１、電池セル１０２、電池セル１０３及び電池セル１０４、のセル番号は、それぞれ「１」、「２」、「３」及び「４」であるものとする。

【0052】

例えば、図３に示すように、コントローラ３１は、セル番号が「４」である電池セルの劣化度合いとして「１．５」を登録する。

【0053】

図４を用いて、コントローラ３１による交換判定に関する処理を説明する。図４は、電池セルの交換判定に関する処理の流れを示すフローチャートである。

【0054】

まず、コントローラ３１は、電池パック１０の動作開始を検出する（ステップＳ２１）。電池パック１０の動作は、例えば放電及び充電である。すなわち、コントローラ３１は、電池パック１０の放電及び充電の開始とともに交換判定に関する処理を開始する。

【0055】

コントローラ３１は、車両１がモータ２０の駆動によりＥＶとして走行を開始したときに、電池パック１０の動作開始を検出する。コントローラ３１は、電池パック１０のプラグイン充電が開始されたときに、電池パック１０の動作開始を検出してもよい。

【0056】

コントローラ３１は、電池パック１０に備えられた電流センサから、電池パック１０の方向に電流が流れていること、電池パック１０からモータ２０等に電流が流れていることを示す信号を受信することで動作開始を検出することができる。

【0057】

コントローラ３１は、車両１に備えられた充電制御ＥＣＵ、又はモータ２０を制御するＥＣＵ等から、電池パック１０の動作が開始されたことを示す信号を受信してもよい。

【0058】

コントローラ３１は、図２に示す劣化度合いを計算する処理を、図４の処理と並行して実行することができる。

【0059】

コントローラ３１は、交換判定処理を実行する（ステップＳ２２）。すなわち、コントローラ３１は、電池パック１０の各電池セルが交換対象であるか否かを判定する。交換判定処理の詳細については後述する。

【0060】

続いて、コントローラ３１は、タイマーをリセットする（ステップＳ２３）。そして、コントローラ３１は、タイマーのリセットから規定の時間が経過するまで待機する（ステップＳ２４、Ｎｏ）。規定の時間は、例えば１０分である。

【0061】

コントローラ３１は、タイマーのリセットから規定の時間が経過すると（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、電池パックが動作中であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

【0062】

コントローラ３１は、電池パック１０が動作中でない場合（ステップＳ２５、Ｎｏ）、処理を終了する。すなわち、コントローラ３１は、電池パック１０の動作中は、１０分周期でステップＳ２６以降の処理を実行する。

【0063】

コントローラ３１は、電池パック１０が動作中である場合（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）、電池パック１０に備えられたサーミスタを介して、複数の電池セルのそれぞれの温度を取得する（ステップＳ２６）。そして、コントローラ３１は、取得した電池セルの温度を、測定した日時とともにメモリ３２に格納する（ステップＳ２７）。すなわち、コントローラ３１は、メモリ３２に記憶された温度ログテーブルに、各時点の各電池パックの温度を登録する。また、コントローラ３１は、ステップＳ２７の後、ステップＳ２３に戻る。

【0064】

図５は、温度ログテーブルの例を示す図である。図５に示すように、温度ログテーブル３２２は、「セル番号」列、「日時」列及び「温度」列を含む。

【0065】

「セル番号」列にはセル番号が格納される。セル番号は、電池パック１０に含まれる電池セルを識別する番号である。温度ログテーブル３２２のセル番号は、劣化度合いテーブル３２１のセル番号と対応する。

【0066】

「日時」列には温度が取得された日時が格納される。「温度」列には、取得された温度が格納される。

【0067】

例えば、図５に示すように、コントローラ３１は、セル番号が「４」である電池セルの「２０２２／１２／１０ ９：１０」に取得された温度を「１２℃」と登録する。

【0068】

図６を用いて、交換判定処理（図４のステップＳ２２）の詳細を説明する。図６は、電池セルの交換判定処理の流れを示すフローチャートである。

【0069】

図６のフローチャートに示す処理は、電池パック１０が動作するたびに繰り返し行われるため、ステップＳ２２が実行される時点においては、前回までに行われた処理によって温度ログテーブル３２２には温度が登録済みであるものとする。

【0070】

まず、コントローラ３１は、複数の電池セルのそれぞれの劣化度合いをメモリ３２から読み込む（ステップＳ２２０１）。すなわち、コントローラ３１は、メモリ３２から劣化度合いテーブル３２１を読み込む。

【0071】

コントローラ３１は、劣化度合いテーブル３２１を参照し、劣化度合いの最大値が即交換閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２０２）。コントローラ３１は、メモリ３２に記憶された閾値テーブルから即交換閾値を取得する。

【0072】

図７は、閾値テーブルの例を示す図である。図７に示すように、閾値テーブル３２３は、「種別」列及び「値」列を含む。

【0073】

「種別」列には閾値の種別が格納される。閾値の種別は、即交換閾値及び同時交換閾値（初期値）のいずれかである。「値」列には閾値の値が格納される。また、各閾値は、劣化度合いとの間で大小が比較される。

【0074】

即交換閾値は同時交換閾値（初期値）よりも大きいものとする。図７では、即交換閾値は「２」である。図７では、同時交換閾値（初期値）は「１．９」である。

【0075】

図３に示すように、セル番号が「２」である電池セルの劣化度合いは「２．１」であり、即交換閾値である「２」以上である。

【0076】

図６に戻り、コントローラ３１は、劣化度合いの最大値が即交換閾値以上でない場合（ステップＳ２２０２、Ｎｏ）、処理を終了する。

【0077】

コントローラ３１は、劣化度合いの最大値が即交換閾値以上である場合（ステップＳ２２０２、Ｙｅｓ）、複数の電池セルのそれぞれの温度をメモリ３２から読み込む（ステップＳ２２０３）。すなわち、コントローラ３１は、メモリ３２から温度ログテーブル３２２を読み込む。

【0078】

ここで、コントローラ３１は、複数の電池セルのそれぞれについて、読み込んだ温度の区間ごとの度数をカウントする（ステップＳ２２０４）。すなわち、コントローラ３１は、温度ログテーブル３２２を基に、各電池セルの温度の区間ごとの度数分布テーブルを作成する。

【0079】

図８は、度数分布テーブルの例を示す図である。図８に示すように、度数分布テーブル３２４は、セル番号によって特定される電池セルごとの、温度の区間ごとの度数を含む。度数分布テーブル３２４のセル番号は、温度ログテーブル３２２のセル番号、及び劣化度合いテーブル３２１のセル番号と対応する。

【0080】

度数分布テーブル３２４は、交換判定処理の過程において使用されるものである。このため、度数分布テーブル３２４は、メモリ３２の揮発性の領域に一時的に作成されるものであってもよい。コントローラ３１は、図８に示すような度数分布テーブル３２４に限らず、配列等の任意の形式で度数を表すことができる。

【0081】

温度の区間は「０℃未満」、「０℃以上５℃未満」、「２０℃以上２５℃未満」、「３５℃以上」のように表される。図８では、温度の区間の幅は、「０℃未満」及び「３５℃以上」を除き、５℃である。温度の区間の幅は、５℃に限られない。

【0082】

コントローラ３１は、複数の電池セルのそれぞれについて、度数がピークを取る区間を特定する（ステップＳ２２０５）。すなわち、コントローラ３１は、各電池セルの、計測された頻度が最も多かった温度の区間を特定する。

【0083】

図８に示すように、セル番号が「１」である電池セルの度数は、区間「１０℃以上１５℃未満」においてピークの「３２」を取る。また、セル番号が「２」である電池セルの度数は、区間「２５℃以上３０℃未満」においてピークの「３４」を取る。また、セル番号が「３」である電池セルの度数は、区間「２０℃以上２５℃未満」においてピークの「３０」を取る。また、セル番号が「４」である電池セルの度数は、区間「１５℃以上２０℃未満」においてピークの「３０」を取る。

【0084】

コントローラ３１は、特定した区間の基準値の最大値と最小値の差を計算する（ステップＳ２２０６）。すなわち、コントローラ３１は、度数のピーク間のばらつきを計算する。

【0085】

区間の基準値は、区間の下限値と上限値の平均値である。この場合、コントローラ３１は、区間「１５℃以上２０℃未満」の基準値を、「（１５＋２０）／２＝１７．５」と計算する。区間「０℃未満」の基準値は「０」である。区間「３５℃以上」の基準値は「３５」である。

【0086】

区間の基準値は、区間の下限値であってもよい。区間の基準値は、区間の上限値であってもよい。

【0087】

図８に示すように、区間の基準値の最大値は、セル番号が「２」である電池セルの度数がピークを取る区間「２５℃以上３０℃未満」の基準値である「２７．５」である。また、区間の基準値の最小値は、セル番号が「１」である電池セルの度数がピークを取る区間「１０℃以上１５℃未満」の基準値である「１２．５」である。

【0088】

コントローラ３１は、区間の基準値の最大値と最小値の差を「２７．５－１２．５＝１５」と計算する。

【0089】

度数分布テーブル３２４に基づく折れ線のヒストグラムを図９に示す。図９を用いて、基準値の最大値と最小値の差を説明する。図９は、ヒストグラムの例を示す図である。

【0090】

図９に示すヒストグラムの縦軸は、度数分布テーブル３２４の度数に対応する。ヒストグラムの横軸は、度数分布テーブル３２４の温度の区間の基準値に対応する。すなわち、ヒストグラムの各折れ線は、それぞれ各セル番号の区間ごとの度数を表している。

【0091】

差３０１は、基準値の最大値と基準値の最小値との差である。基準値の最大値は、セル番号が「２」である電池セルの度数がピークを取る区間「２５℃以上３０℃未満」の基準値である「２７．５」である。また、基準値の最小値は、セル番号が「１」である電池セルの度数がピークを取る区間「１０℃以上１５℃未満」の基準値である「１２．５」である。

【0092】

図６に戻り、コントローラ３１は、係数マップテーブルをメモリ３２から読み込む（ステップＳ２２０７）。すなわち、コントローラ３１は、同時交換閾値を補正するための情報を取得する。

【0093】

図１０は、係数マップテーブルの例を示す図である。図１０に示すように、係数マップテーブル３２５は、「差」列と「係数」列を含む。

【0094】

「差」列には、基準値の最大値と最小値との差が取り得る値が格納される。「係数」列には、差ごとの対応する係数が格納される。係数は、次のステップＳ２２０８で使用される。

【0095】

図６に戻り、コントローラ３１は、係数マップテーブル３２５を基に、計算した差に対応する係数を特定する（ステップＳ２２０８）。コントローラ３１は、計算した差が「１５」であるため、係数マップテーブル３２５から「０．８」を係数として取得する。

【0096】

コントローラ３１は、特定した係数、及び同時交換閾値の初期値から、同時交換閾値の補正値を計算する（ステップＳ２２０９）。具体的には、コントローラ３１は、同時交換閾値の初期値である「１．９」に、係数「０．８」を掛ける。すなわち、コントローラ３１は、同時交換閾値の補正値を「１．９×０．８＝１．５２」と計算する。

【0097】

図７に示すように、同時交換閾値の初期値は、即交換閾値より小さい。また、図１０に示すように、係数は、基準値の最大値と最小値との差に対応付けられている。なお、係数は１以下である。また、基準値の最大値と最小値との差は、ピーク間のばらつきの大きさの例である。

【0098】

これにより、同時交換閾値の初期値が上限値（ガード）となり、補正後の同時交換閾値が即交換閾値を超えることが防止される。同時交換閾値は、劣化度合いが即交換閾値以上である電池セルよりも劣化度合いが小さい電池セルの中から交換対象を抽出するものである。このため、即交換閾値を超えた同時交換閾値は、設定される意味がない。

【0099】

このように、コントローラ３１は、複数の電池セルのそれぞれの温度に基づき、同時交換閾値を設定する。

【0100】

具体的には、コントローラ３１は、電池セルのそれぞれについて、一定の期間における温度の度数分布を計測する。一定の期間は、例えば１日である。コントローラ３１は、度数分布のそれぞれにおけるピーク間のばらつきが大きいほど、同時交換閾値を小さくする。

【0101】

これにより、コントローラ３１は、劣化に関するパラメータ（例えば、温度）のばらつきを同時交換閾値に反映させることができる。コントローラ３１は、電池パック１０の使われ方、又は使用環境に応じて、動的に同時交換閾値を設定することができる。その結果、電池セル間の劣化度合いのばらつきが抑えられ、電池セルが本来の性能を発揮しやすくなる。

【0102】

コントローラ３１は、同時交換閾値の補正値以上の劣化度合いが、最大の劣化度合い以外に存在するか否かを判定する（ステップＳ２２１０）。すなわち、コントローラ３１は、同時交換閾値の初期値である「１．９」ではなく、同時交換閾値の補正値である「１．５２」以上の劣化度合いの存在を確認する。

【0103】

図３に示すように、セル番号が「３」である電池セルの劣化度合いは「１．７」であり、同時交換閾値の補正値である「１．５２」以上である。

【0104】

コントローラ３１は、同時交換閾値の補正値以上の劣化度合いが、最大の劣化度合い以外に存在する場合（ステップＳ２２１０、Ｙｅｓ）、即交換閾値を超えた電池セルと同時交換閾値を超えた電池セルの両方が存在することを通知する（ステップＳ２２１１）。言い換えると、コントローラ３１は、劣化度合いが、即交換閾値未満、かつ同時交換閾値の補正値以上である電池セルが存在する場合、ステップＳ２２１１へ進む。

【0105】

コントローラ３１は、劣化度合いが即交換閾値を超えた電池セルとしてセル番号が「２」の電池セルが存在し、劣化度合いが同時交換閾値を超えた電池セルとしてセル番号が「３」の電池セルが存在することを、出力装置４０を介して通知する。これにより、コントローラ３１は、セル番号が「２」の電池セルとセル番号が「３」の電池セルの両方の交換を促す。

【0106】

コントローラ３１は、同時交換閾値の補正値以上の劣化度合いが、最大の劣化度合い以外に存在しない場合（ステップＳ２２１０、Ｎｏ）、即交換閾値を超えた電池セルが存在することを通知する（ステップＳ２２１２）。

【0107】

仮に、セル番号が「３」の電池セルの劣化度合いが「１．５２」未満である場合、コントローラ３１は、同時交換閾値を超えた電池セルが存在することを通知しない。

【0108】

コントローラ３１は、ステップＳ２２１１とステップＳ２２１０に共通して、交換対象の電池セルが存在することから、車両１を自動車整備工場に持ち込む必要があることをユーザに通知してもよい。その場合、車両１が持ち込まれた自動車整備工場において特定の操作が行われた場合に、コントローラ３１は、即交換閾値を超えた電池セルのセル番号、及び同時交換閾値を超えた電池セルのセル番号を出力する。

【0109】

図１１は、実施形態の効果を説明する図である。図１１には、時間の経過（横軸）にともない電池セルの劣化度合い（縦軸）が増加することが示されている。セル番号が「１」の電池セルが第１の電池セルである（実線の矢印に対応）。また、セル番号が「３」の電池セルが第２の電池セルである（一点鎖線の矢印に対応）。

【0110】

図１１に示すように、電池パックに含まれる複数の電池セルのうち、第１の電池セルの劣化度合いが即交換閾値を超えた場合に、コントローラ３１は、第１の電池セルを交換対象と判定する（図６のステップＳ２２０２に対応）。

【0111】

第１の電池セルの劣化度合いが即交換閾値を超えた際に、第２の電池セルの劣化度合いは、同時交換閾値（初期値）以下である。一方、第１の電池セルの劣化度合いが即交換閾値を超えた際に、第２の電池セルの劣化度合いは、同時交換閾値（補正値）以上である。

【0112】

コントローラ３１は、第２の電池セルの劣化度合いが同時交換閾値（補正値）以上であることから、第２の電池セルを交換対象と判定する（図６のステップＳ２２１０に対応）。

【0113】

図１４を用いて説明した通り、従来であれば同時交換閾値（補正値）ではなく同時交換閾値（初期値）が使用されるため、第２の電池セルは交換対象と判定されない。その結果、従来であれば、時間ｔ_０と時間ｔ_１との間の期間において、交換後の第１の電池セルと未交換の第２の電池セルとの間で劣化度合いのばらつきが大きくなる。そして、前述の通り、劣化度合いが小さい交換後の第１の電池セルは、本来の性能を発揮できない。

【0114】

一方で、図１１に示すように、本実施形態では、時間ｔ_０において第１の電池セルと第２の電池セルが交換される。その結果、時間ｔ_０と時間ｔ_１との間の期間において、第１の電池セルと第２の電池セルとの間の劣化度合いのばらつきが抑えられる。これにより、劣化度合いが小さい交換後の第１の電池セル及び第２の電池セルは、本来の性能を発揮しやすくなる。

【0115】

電池パックの充電及び放電における電流レートが大きいほど、電池セルが劣化しやすくなるのに加えて、各電池セル間の劣化度合いのばらつきが大きくなる。

【0116】

このため、従来は、使用環境によっては、電池セルの性能を十分に発揮できないだけでなく、図１４に示すように電池セルの交換後に短期間で再度交換が発生するケースがあった。この場合、電池パックのユーザ（例えば、電池パックを搭載した車両のドライバ）に不信感を抱かせ、満足度を低下させることになる。

【0117】

本実施形態によれば、このような短期間で再度交換が発生するケースを抑止することで、ユーザの満足度の低下を抑止することができる。

【0118】

（変形例１）
コントローラ３１は、複数の電池セルのそれぞれの温度の代わりに複数の電池セルのそれぞれの電流に基づき同時交換閾値を補正してもよい。その場合、コントローラ３１は、電流センサから取得した複数の電池パックのそれぞれの電流をメモリ３２に記憶させる。コントローラ３１は、メモリ３２に記憶された電流の度数分布テーブルを作成する。温度及び電流は、いずれも複数の電池の劣化に関するパラメータの例である。

【0119】

電流の度数分布テーブルに基づく折れ線のヒストグラムを図１２に示す。図１２は、変形例のヒストグラムの例を示す図である。

【0120】

図１２に示すヒストグラムの縦軸は、度数分布テーブルの度数に対応する。ヒストグラムの横軸は、度数分布テーブルの電流の区間の基準値に対応する。すなわち、ヒストグラムの各折れ線は、それぞれ各セル番号の区間ごとの度数を表している。

【0121】

差３０２は、基準値の最大と基準値の最小値との差である。基準値の最大値は「１３０」である。「１３０」は、セル番号が「２」である電池セルの度数がピークを取る区間「１２０Ａ以上１４０Ａ未満」の基準値である。また、基準値の最小値は「７０」である。「７０」は、セル番号が「１」である電池セルの度数がピークを取る区間「６０Ａ以上８０Ａ未満」の基準値である。

【0122】

コントローラ３１は、温度の場合と同様に、差３０２を基に同時交換閾値の初期値を補正する。コントローラ３１は、差３０２が大きいほど補正後の同時交換閾値を小さくする。

【0123】

電池パックの温度は、流れる電流が大きいほど高くなる傾向がある。このため、電流を基に同時交換閾値を補正する場合も、温度を基に同時交換閾値を補正する場合と同様に、劣化に関するパラメータのばらつきを同時交換閾値に反映させることができるという効果が得られる。

【0124】

（変形例２）
これまで、コントローラ３１が、各電池パックの度数分布における度数のピークの最大値と最小値との差を、ピーク間のばらつきとして計算する場合について説明した。一方で、コントローラ３１は、各電池パックの度数分布における度数のピークの分散又は標準偏差をピーク間のばらつきとして計算してもよい。

【0125】

コントローラ３１は、各電池パックの度数分布における度数のピークの分散又は標準偏差が大きいほど、補正後の同時交換閾値を小さくする。例えば、コントローラ３１は、度数分布テーブル３２４はから、セル番号ごとの度数の最大値（ピーク）を取得する。そして、コントローラ３１は、取得したピークの分散を計算し、計算した分散が大きいほど同時交換閾値を小さく補正する。これにより、特に電池セルが３つ以上の場合に、ピークが最大値又は最小値を取る電池セル以外の電池セルの状態を考慮して同時交換閾値を補正できるという効果が生じる。

【0126】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0127】

１ 車両
１０ 電池パック
２０ モータ
３０ 電池ＥＣＵ
３１ コントローラ
３２ メモリ
３３ 入出力インタフェース
４０ 出力装置
１０１、１０２、１０３、１０４ 電池セル
３２１ 劣化度合いテーブル
３２２ 温度ログテーブル
３２３ 閾値テーブル
３２４ 度数分布テーブル
３２５ 係数マップテーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】