特開 2024-165806 バッテリパック

(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】P2024165806

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241121BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241121BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241121BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20241121BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

H01M10/44 Q

H01M10/48 P

G01R31/389

G01R31/392

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082305

(22)【出願日】2023-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110003502

【氏名又は名称】弁理士法人芳野国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 保生

(72)【発明者】

【氏名】小山 和晃

(72)【発明者】

【氏名】堀田 龍彦

(72)【発明者】

【氏名】永守 由子

(72)【発明者】

【氏名】木村 亮太

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216AB01

2G216BA23

2G216BA56

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB02

5G503DA08

5G503EA08

5G503FA06

5H030AA09

5H030AS08

5H030BB03

5H030FF43

(57)【要約】

【課題】単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断できるバッテリパックを提供すること。
【解決手段】バッテリパック４０は、バッテリ５０と、コンタクタ７５、７６と、バッテリ５０に所定周波数の交流定電流を与える交流定電流源３と、交流定電流がバッテリ５０に与えられたときの正極５１と負極５２との間の電圧値を検知する交流電圧計４と、交流定電流源３を制御することにより交流定電流をバッテリ５０に与え、交流電圧計４により検知された電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出し、内部抵抗に基づいてバッテリ５０の劣化度合を診断する制御部８５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、
前記ハイブリッドシステムのモータジェネレータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの正極と前記モータジェネレータとの間の第１配線および前記バッテリの負極と前記モータジェネレータとの間の第２配線の少なくともいずれかに設けられ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかの開閉を行うコンタクタと、
前記バッテリに所定周波数の交流定電流を与える交流定電流源と、
前記交流定電流が前記バッテリに与えられたときの前記正極と前記負極との間の電圧値を検知する交流電圧計と、
前記交流定電流源を制御することにより前記交流定電流を前記バッテリに与え、前記交流電圧計により検知された前記電圧値に基づいて前記バッテリの内部抵抗を算出し、前記内部抵抗に基づいて前記バッテリの劣化度合を診断する制御部と、
を備えたことを特徴とするバッテリパック。

【請求項2】

前記交流定電流源および前記交流電圧計のそれぞれは、前記第１配線および前記第２配線に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項3】

前記コンタクタは、
前記第１配線に設けられ前記第１配線の開閉を行う第１コンタクタと、
前記第２配線に設けられ前記第２配線の開閉を行う第２コンタクタと、
を含み、
前記交流定電流源および前記交流電圧計のそれぞれは、前記正極と前記第１コンタクタとの間における前記第１配線および前記負極と前記第２コンタクタとの間における前記第２配線に接続されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック。

【請求項4】

前記交流電圧計が前記第１配線に接続された第１接続点は、前記交流定電流源が前記第１配線に接続された第２接続点と前記正極との間に位置し、
前記交流電圧計が前記第２配線に接続された第３接続点は、前記交流定電流源が前記第２配線に接続された第４接続点と前記負極との間に位置することを特徴とする請求項３に記載のバッテリパック。

【請求項5】

前記交流定電流源および前記交流電圧計は、前記制御部に含まれることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項6】

前記制御部は、前記ハイブリッドシステムに搭載される前に算出した前記内部抵抗を基準とし、前記ハイブリッドシステムに搭載された後に算出した前記内部抵抗が前記基準の前記内部抵抗に対して増加した率に基づいて前記劣化度合を診断することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項7】

前記制御部は、前記ハイブリッドシステムに搭載された後、前記バッテリの充放電のサイクル数が所定数に到達すると、前記交流定電流源を制御することにより前記交流定電流を前記バッテリに与え前記内部抵抗を算出することを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。

【請求項8】

前記所定数は、６万以上であることを特徴とする請求項７に記載のバッテリパック。

【請求項9】

前記所定周波数は、１キロヘルツであることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のバッテリパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックに関する。

【背景技術】

【0002】

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

【0003】

ハイブリッドシステムでは、例えばリチウムイオン電池を含むバッテリパックが、モータを駆動するための電源として用いられている。リチウムイオン電池では、長期の保管や長期の使用によって内部抵抗が増加し、放電時の電圧降下量が増加していく内部抵抗劣化が生ずる。内部抵抗劣化が生ずると、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：エレクトロニック・コントロール・ユニット）が電圧範囲を抑えるために出力制限を行う場合がある。

【0004】

特許文献１には、リチウム二次電池の閉回路時の充電終止電圧と充電後の開回路時の電圧の組、および閉回路時の放電終止電圧と放電後の開回路時の電圧の組の少なくともいずれかの組を検出し、検出された電圧の組より判定値を算出し、判定値と、あらかじめ記憶した基準値と、を比較した結果に基づき、リチウム二次電池の劣化度合いを推定するリチウム二次電池の劣化検出方法および劣化検出器が開示されている。しかし、特許文献１に記載された劣化検出方法および劣化検出器では、閉回路時の充電終止電圧と充電後の開回路時の電圧の組、および閉回路時の放電終止電圧と放電後の開回路時の電圧の組の少なくともいずれかの組を検出する必要があり、充電あるいは放電を可能にする放電用抵抗等が必要になる。そのため、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の放電用抵抗を設けることなく、バッテリパック単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することは困難である。

【0005】

特許文献２には、放電中の供試蓄電池の内部インピーダンスを測定し、放電終止電圧直前の内部インピーダンスの急激な立ち上がりにおける最大値が良品蓄電池の内部インピーダンスの最大値より大きいことから供試蓄電池の劣化を判定する蓄電池の劣化判定方法が開示されている。しかし、特許文献２に記載された蓄電池の劣化判定方法では、特許文献１と同様に、放電用抵抗等としての負荷が必要になる。そのため、バッテリパック単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することは困難である。

【0006】

特許文献３には、二次電池と、二次電池の内部インピーダンスを所定周期の交流電圧により測定する回路と、回路の測定した内部インピーダンス値が所定値以上のとき警報を発する警報回路とを具えた二次電池の容量終止警報方式が開示されている。しかし、特許文献３に記載された二次電池は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックのバッテリ（すなわちリチウムイオン電池の組電池）ではない。ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックには、例えばコンタクタなどの種々の電気機器が含まれるため、二次電池の内部インピーダンスの測定に基づく劣化診断をリチウムイオン電池の組電池に適用するためには、改善の余地がある。

【0007】

以上より、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックについて、バッテリパック単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断できることが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００８－１９２６０７号公報

【特許文献2】特開平０９－１３４７４２号公報

【特許文献3】特開昭６３－１５７０８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断できるバッテリパックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、前記ハイブリッドシステムのモータジェネレータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの正極と前記モータジェネレータとの間の第１配線および前記バッテリの負極と前記モータジェネレータとの間の第２配線の少なくともいずれかに設けられ前記第１配線および前記第２配線の少なくともいずれかの開閉を行うコンタクタと、前記バッテリに所定周波数の交流定電流を与える交流定電流源と、前記交流定電流が前記バッテリに与えられたときの前記正極と前記負極との間の電圧値を検知する交流電圧計と、前記交流定電流源を制御することにより前記交流定電流を前記バッテリに与え、前記交流電圧計により検知された前記電圧値に基づいて前記バッテリの内部抵抗を算出し、前記内部抵抗に基づいて前記バッテリの劣化度合を診断する制御部と、を備えたことを特徴とするバッテリパック。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断できるバッテリパックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係るバッテリパックが搭載されたハイブリッドシステムを表すブロック図である。

【図2】電流がバッテリからモータジェネレータに向かって流れたときのバッテリの電圧変動の挙動例を示すグラフである。

【図3】劣化度合と、充放電時の電圧変化量および出力と、の関係を表すグラフである。

【図4】本発明の第２実施形態に係るバッテリパックが搭載されたハイブリッドシステムを表すブロック図である。

【図5】本実施形態のバッテリの劣化度合の診断処理を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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

【0014】

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

【0015】

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

【0016】

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

【0017】

バッテリパック４０は、バッテリ５０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit：バッテリ・マネージメント・ユニット）８５と、を有する。本実施形態のＢＭＵ８５は、本発明の「制御部」の一例である。バッテリ５０は、モータジェネレータ２の駆動電源として設けられ、モータジェネレータ２に電力を供給する。バッテリ５０は、正極端子５１と、負極端子５２と、を有する。本実施形態の正極端子５１は、本発明の「正極」の一例である。本実施形態の負極端子５２は、本発明の「負極」の一例である。バッテリ５０としては、例えば４８Ｖの高電圧型のリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などが挙げられる。但し、バッテリ５０は、リチウムイオン電池に限定されるわけではない。また、バッテリ５０の電圧は、４８Ｖに限定されるわけではなく、４８Ｖ以上であってもよい。

【0018】

モータジェネレータ２は、バッテリ５０の正極端子５１に接続された正極配線１７４に接続されている。正極配線１７４は、バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２とを電気的に接続する配線である。正極配線１７４は、本発明の「第１配線」の一例である。また、モータジェネレータ２は、バッテリ５０の負極端子５２に接続された負極配線１７５に接続されている。負極配線１７５は、バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２とを電気的に接続する配線である。負極配線１７５は、本発明の「第２配線」の一例である。

【0019】

バッテリパック４０は、正極側コンタクタ７５と、負極側コンタクタ７６と、電流値検出部６５と、をさらに有する。なお、バッテリパック４０は、必ずしも正極側コンタクタ７５および負極側コンタクタ７６の両方を有していなくともよく、正極側コンタクタ７５だけを有していてもよく、負極側コンタクタ７６だけを有していてもよい。以下の説明では、バッテリパック４０が正極側コンタクタ７５および負極側コンタクタ７６の両方を有する場合を例に挙げる。

【0020】

正極側コンタクタ７５は、本発明の「第１コンタクタ」の一例であり、バッテリ５０の正極端子５１とモータジェネレータ２との間における電気回路すなわち正極配線１７４に設けられている。正極側コンタクタ７５は、信号線１８１によりＥＣＵ１５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５０から信号線１８１を通して送信される制御信号に基づいて正極配線１７４の開閉を行う。

【0021】

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

【0022】

負極側コンタクタ７６は、本発明の「第２コンタクタ」の一例であり、バッテリ５０の負極端子５２とモータジェネレータ２との間における電気回路すなわち負極配線１７５に設けられている。負極側コンタクタ７６は、信号線１８２によりＢＭＵ８５に電気的に接続されており、ＢＭＵ８５から信号線１８２を通して送信される制御信号に基づいて負極配線１７５の開閉を行う。

【0023】

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

【0024】

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

【0025】

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

【0026】

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

【0027】

ここで、リチウムイオン電池などの二次電池では、長期の保管や長期の使用によって内部抵抗が増加し、放電時の電圧降下量が増加していく内部抵抗劣化が生ずる。これについて、図面を参照して以下に説明する。

【0028】

図２は、電流がバッテリからモータジェネレータに向かって流れたときのバッテリの電圧変動の挙動例を示すグラフである。
図３は、劣化度合と、充放電時の電圧変化量および出力と、の関係を表すグラフである。

【0029】

図２に表したように、電流がバッテリ５０からモータジェネレータ２へ向かって所定時間だけ流れると、ＢＭＵ８５により検出されるバッテリ５０の電圧値が降下する。つまり、バッテリ５０の放電時に、バッテリ５０において電圧降下が生ずる。そして、例えば金属化合物がバッテリ５０の負極に付着することによりバッテリ５０の内部抵抗が増大しバッテリ５０の内部抵抗劣化が生ずると、図２に表した矢印のように、放電時の電圧降下量が増加する。

【0030】

そして、図３に表したように、バッテリ５０の内部抵抗劣化が生じ、充放電時の電圧変化量（すなわち、図２の説明では放電時の電圧降下量）が閾値以上になると、ＥＣＵ１５０が電圧範囲を抑えるために出力制限を行う場合がある。

【0031】

ここで、リチウムイオン電池などの二次電池の一般的な劣化検出方法として、例えばＤＣ／ＤＣコンバータおよび負荷などの放電用抵抗を用いる方法が挙げられる。しかし、このような劣化検出方法では、放電用抵抗が必要になるため、バッテリパック単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することは困難である。また、ハイブリッドシステム１０に搭載されるバッテリパック４０のバッテリ５０は、必要な電圧（前述した例では４８Ｖ）を得るために複数のセルが直列に接続された組電池として設けられる。そのため、前述したように、バッテリパック４０は、バッテリ５０だけではなく、正極側コンタクタ７５、負極側コンタクタ７６および電流値検出部６５などの種々の電気機器を有する。そのため、劣化検出方法によっては、正極側コンタクタ７５、負極側コンタクタ７６および電流値検出部６５の少なくともいずれかの抵抗成分が入ることがあり、バッテリパック単体でバッテリの内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することは困難である。

【0032】

これに対して、図１に表したように、本実施形態に係るバッテリパック４０は、交流定電流源３と、交流電圧計４と、をさらに有する。交流定電流源３は、第１リード線３１を介して、バッテリ５０の正極端子５１と、正極側コンタクタ７５と、の間の接続点３３で正極配線１７４に接続されている。本実施形態の接続点３３は、本発明の「第２接続点」の一例である。図１に表したバッテリパック４０では、交流定電流源３は、第１リード線３１を介して、バッテリ５０の正極端子５１と、電流値検出部６５と、の間の接続点３３で正極配線１７４に接続されている。

【0033】

また、交流定電流源３は、第２リード線３２を介して、バッテリ５０の負極端子５２と、負極側コンタクタ７６と、の間の接続点３４で負極配線１７５に接続されている。本実施形態の接続点３４は、本発明の「第４接続点」の一例である。

【0034】

交流定電流源３は、信号線１８６によりＢＭＵ８５に電気的に接続されており、ＢＭＵ８５から信号線１８６を通して送信される信号に基づいて、例えば１キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数の交流定電流を第１リード線３１および第２リード線３２を通してバッテリ５０に与える。なお、交流定電流源３がバッテリ５０に与える交流定電流の周波数は、１ｋＨｚに限定されるわけではない。

【0035】

交流電圧計４は、第１リード線４１を介して、バッテリ５０の正極端子５１と、正極側コンタクタ７５と、の間の接続点４３で正極配線１７４に接続されている。本実施形態の接続点４３は、本発明の「第１接続点」の一例である。図１に表したバッテリパック４０では、交流電圧計４は、第１リード線４１を介して、バッテリ５０の正極端子５１と、電流値検出部６５と、の間の接続点４３で正極配線１７４に接続されている。

【0036】

また、交流電圧計４は、第２リード線４２を介して、バッテリ５０の負極端子５２と、負極側コンタクタ７６と、の間の接続点４４で負極配線１７５に接続されている。本実施形態の接続点４４は、本発明の「第３接続点」の一例である。

【0037】

交流電圧計４は、交流定電流源３がＢＭＵ８５から送信された信号に基づいて交流定電流をバッテリ５０に与えたときに、バッテリ５０の正極端子５１と、バッテリ５０の負極端子５２と、の間に生ずる電圧値を検知する。

【0038】

ＢＭＵ８５は、信号線１８５により交流電圧計４に電気的に接続されており、交流電圧計４が検知した電圧値を信号線１８５を通して取得する。つまり、ＢＭＵ８５は、交流定電流源３がＢＭＵ８５から送信された信号に基づいて交流定電流をバッテリ５０に与えたときにバッテリ５０の正極端子５１とバッテリ５０の負極端子５２との間に生ずる電圧値を、信号線１８５を通して交流電圧計４から取得する。そして、ＢＭＵ８５は、交流電圧計４から取得した電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出する。

【0039】

図１に表したように、交流電圧計４が正極配線１７４に接続された接続点４３は、交流定電流源３が正極配線１７４に接続された接続点３３と、正極端子５１と、の間に位置する。交流電圧計４が負極配線１７５に接続された接続点４４は、交流定電流源３が負極配線１７５に接続された接続点３４と、負極端子５２と、の間に位置する。また、交流電圧計４のインピーダンス（すなわち内部抵抗）が非常に大きいため、交流定電流源３がＢＭＵ８５から送信された信号に基づいて交流定電流をバッテリ５０に与えたとき、電流は、交流電圧計４に接続された第１リード線４１および第２リード線４２にはほとんど流れない。これにより、交流電圧計４は、第１リード線４１および第２リード線４２のそれぞれの配線抵抗と、接続点４３および接続点４４のそれぞれの接触抵抗と、の影響を受けずに、バッテリ５０の正極端子５１と、バッテリ５０の負極端子５２と、の間に生ずる電圧値を検知できる。

【0040】

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、第２実施形態に係るバッテリパックの構成要素が、図１～図３に関して前述した第１実施形態に係るバッテリパックの構成要素と同様である場合には、重複する説明は適宜省略し、以下、相違点を中心に説明する。

【0041】

図４は、本発明の第２実施形態に係るバッテリパックが搭載されたハイブリッドシステムを表すブロック図である。
図４に表したハイブリッドシステム１０Ａは、エンジン１と、モータジェネレータ２と、バッテリパック４０Ａと、を備える。

【0042】

バッテリパック４０Ａは、バッテリ５０と、ＢＭＵ８５Ａと、を有する。本実施形態のＢＭＵ８５Ａは、本発明の「制御部」の一例である。ＢＭＵ８５Ａは、交流定電流源３と、交流電圧計４と、を含む。すなわち、本実施形態に係るバッテリパック４０Ａにおいて、図１～図３に関して前述した交流定電流源３および交流電圧計４は、ＢＭＵ８５Ａに含まれる。この点において、第２実施形態に係るバッテリパック４０Ａは、図１～図３に関して前述した第１実施形態に係るバッテリパック４０と相違する。

【0043】

交流定電流源３および交流電圧計４は、ハードウェアによって実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。あるいは、交流定電流源３および交流電圧計４は、ＢＭＵ８５Ａの記憶部（図示せず）に格納されているプログラムをコンピュータが実行することにより実現されてもよい。ここでいう「コンピュータ」とは、パソコンには限定されず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

【0044】

交流定電流源３は、ＢＭＵ８５Ａから送信される信号に基づいて、例えば１キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数の交流定電流を信号線１８３を通してバッテリ５０に与える。なお、交流定電流源３がバッテリ５０に与える交流定電流の周波数は、１ｋＨｚに限定されるわけではない。

【0045】

交流電圧計４は、交流定電流源３がＢＭＵ８５から送信された信号に基づいて交流定電流をバッテリ５０に与えたときに、バッテリ５０の正極端子５１と、バッテリ５０の負極端子５２と、の間に生ずる電圧値を検知する。図１に関して前述したように、例えば、交流電圧計４は、バッテリ５０から信号線１８３を通して送信される信号に基づいて、バッテリ５０に内蔵された各セルの電圧値を検出し、各セルの電圧値の総和をバッテリ５０の電圧値として検出する。

【0046】

ＢＭＵ８５Ａは、交流電圧計４が検知した電圧値を取得する。そして、ＢＭＵ８５Ａは、交流電圧計４から取得した電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出する。その他の構成は、図１～図３に関して前述した第１実施形態に係るバッテリパック４０の構成要素と同様である。

【0047】

図５は、本実施形態のバッテリの劣化度合の診断処理を表すフローチャートである。
なお、図５に表したフローチャートは、第１実施形態に係るバッテリパック４０および第２実施形態に係るバッテリパック４０Ａにおけるバッテリ５０の劣化度合の診断処理を表している。すなわち、第１実施形態に係るバッテリパック４０および第２実施形態に係るバッテリパック４０Ａのそれぞれは、図５に表したフローチャートに関する診断処理を実行可能である。以下の説明では、第１実施形態に係るバッテリパック４０がバッテリ５０の劣化度合の診断処理を実行する場合を例に挙げる。

【0048】

まず、ステップＳ１において、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載される前に、交流電圧計４から取得した電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出する。具体的には、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載される前に、交流定電流源３を制御することにより交流定電流をバッテリ５０に与える。このときに、交流電圧計４が、バッテリ５０の正極端子５１と、バッテリ５０の負極端子５２と、の間に生ずる電圧値を検知する。そして、ＢＭＵ８５が、交流電圧計４から取得した電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出する。

【0049】

続いて、ステップＳ２において、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載される前に算出した内部抵抗を基準とする。続いて、ステップＳ３において、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載された後、バッテリ５０の充放電のサイクル数が所定数に到達したか否かを判断する。ここでいう「所定数」は、例えば６万以上である。あるいは、ここでいう「所定数」は、例えば６万以上、８万以下である。但し、バッテリ５０の充放電のサイクル数に関する「所定数」は、これだけに限定されるわけではない。

【0050】

バッテリ５０の充放電のサイクル数が所定数に到達していない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、引き続きステップＳ３において、ＢＭＵ８５は、バッテリ５０の充放電のサイクル数が所定数に到達したか否かを判断する。一方で、バッテリ５０の充放電のサイクル数が所定数に到達した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、ＢＭＵ８５は、交流定電流源３を制御することにより交流定電流をバッテリ５０に与える。

【0051】

続いて、ステップＳ５において、交流電圧計４が、バッテリ５０の正極端子５１と、バッテリ５０の負極端子５２と、の間に生ずる電圧値を検知する。

【0052】

続いて、ステップＳ６において、ＢＭＵ８５は、交流電圧計４から取得した電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出する。そして、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載された後に算出した内部抵抗（すなわちバッテリ５０の充放電のサイクル数が所定数に到達したときに算出した内部抵抗）が、ステップＳ２において設定した基準の内部抵抗（すなわちバッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載される前に算出した内部抵抗）に対して増加した率に基づいてバッテリ５０の劣化度合を診断する。例えば、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載された後に算出した内部抵抗が基準の内部抵抗に対して増加した率が所定の閾値以上になると、バッテリ５０の内部抵抗劣化が生じたと判断する。

【0053】

以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリパック４０は、バッテリ５０に所定周波数の交流定電流を与える交流定電流源３と、交流定電流がバッテリ５０に与えられたときの正極端子５１と負極端子５２との間の電圧値を検知する交流電圧計４と、を有する。そして、ＢＭＵ８５は、交流定電流源３を制御することにより交流定電流をバッテリ５０に与え、交流電圧計４により検知された電圧値に基づいてバッテリ５０の内部抵抗を算出し、算出した内部抵抗に基づいてバッテリ５０の劣化度合を診断する。具体的には、ＢＭＵ８５は、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載される前に算出した内部抵抗を基準とし、バッテリパック４０がハイブリッドシステム１０に搭載された後に算出した内部抵抗が基準の内部抵抗に対して増加した率に基づいてバッテリ５０の劣化度合を診断する。これにより、本実施形態に係るバッテリパック４０は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータおよび負荷などの放電用抵抗を必要とせず、バッテリパック４０単体でバッテリ５０の内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することができる。このような効果は、第２実施形態に係るバッテリパック４０Ａにおいても同様に得られる。

【0054】

また、第１実施形態に係るバッテリパック４０において、交流電圧計４は、第１リード線４１を介して、バッテリ５０の正極端子５１と、正極側コンタクタ７５（図１に表したバッテリパック４０では電流値検出部６５）と、の間の接続点４３で正極配線１７４に接続されている。また、交流電圧計４は、第２リード線４２を介して、バッテリ５０の負極端子５２と、負極側コンタクタ７６と、の間の接続点４４で負極配線１７５に接続されている。これにより、バッテリパック４０は、正極側コンタクタ７５、負極側コンタクタ７６および電流値検出部６５の抵抗成分が入ることを抑え、すなわち正極側コンタクタ７５、負極側コンタクタ７６および電流値検出部６５の抵抗成分による影響を抑え、バッテリパック４０単体でバッテリ５０の内部抵抗劣化の度合を簡便に診断することができる。

【0055】

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

【符号の説明】

【0056】

１：エンジン、 ２：モータジェネレータ、 ３：交流定電流源、 ４：交流電圧計、 １０：ハイブリッドシステム、 １０Ａ：ハイブリッドシステム、 ３１：第１リード線、 ３２：第２リード線、 ３３：接続点、 ３４：接続点、 ４０：バッテリパック、 ４０Ａ：バッテリパック、 ４１：第１リード線、 ４２：第２リード線、 ４３：接続点、 ４４：接続点、 ５０：バッテリ、 ５１：正極端子、 ５２：負極端子、 ６５：電流値検出部、 ７５：正極側コンタクタ、 ７６：負極側コンタクタ、 ８５：ＢＭＵ、 ８５Ａ：ＢＭＵ、 １５０：ＥＣＵ、 １７４：正極配線、 １７５：負極配線、 １８１：信号線、 １８２：信号線、 １８３：信号線、 １８４：信号線、 １８５：信号線、 １８６：信号線、 １９３：信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】