特許 7005895 内部抵抗算出装置、内部抵抗算出方法および内部抵抗算出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-11

(45)【発行日】2022-01-24

(54)【発明の名称】内部抵抗算出装置、内部抵抗算出方法および内部抵抗算出プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/389 20190101AFI20220117BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220117BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20220117BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220117BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

G01R31/389

H01M10/48 P

H01M10/42 P

H02J7/00 Y

B60R16/04 W

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2016240873

(22)【出願日】2016-12-13

(65)【公開番号】P2018096803

(43)【公開日】2018-06-21

【審査請求日】2019-09-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123021

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 元幸

(74)【代理人】

【識別番号】100126538

【弁理士】

【氏名又は名称】嶺 直道

(72)【発明者】

【氏名】片岡 智美

(72)【発明者】

【氏名】武智 裕章

(72)【発明者】

【氏名】松浦 貴宏

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１７８９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３０６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６３０９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１２８０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７２５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０３３３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
複数のタイミングで前記二次電池の総電圧を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、前記電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と
を備える内部抵抗算出装置。

【請求項2】

さらに、
エンジンの起動タイミングに関する情報を取得するエンジン情報取得部を備え、
前記内部抵抗算出部は、前記所定のタイミングとして、前記エンジン情報取得部が取得した前記エンジンの起動タイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出する
請求項１に記載の内部抵抗算出装置。

【請求項3】

前記総電圧取得部は、前記電流を計測した周期内における複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、当該電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出する
請求項１に記載の内部抵抗算出装置。

【請求項4】

前記総電圧取得部は、前記電流を計測した周期よりも前の周期で計測した前記総電圧と、前記電流を計測した周期内で計測した前記総電圧とに基づいて、当該電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出する
請求項１に記載の内部抵抗算出装置。

【請求項5】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
複数のタイミングで前記二次電池の電流を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出する電流計測部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が算出した前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と
を備える内部抵抗算出装置。

【請求項6】

前記電流計測部は、前記総電圧取得部が前記総電圧を計測した周期内における複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出する
請求項５に記載の内部抵抗算出装置。

【請求項7】

前記電流計測部は、前記総電圧取得部が前記総電圧を計測した周期よりも前の周期で計測した前記電流と、当該総電圧を計測した周期内で計測した前記電流とに基づいて、前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出する
請求項５に記載の内部抵抗算出装置。

【請求項8】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部と、
前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧を計測するための配線経路に生じる異常を検知する異常検知部と
を備える内部抵抗算出装置。

【請求項9】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部とを備え、
前記総電圧取得部は、前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧を補正する
内部抵抗算出装置。

【請求項10】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、
前記二次電池の電流を計測するステップと、
各セルの電圧を計測するステップと、
複数のタイミングで前記二次電池の総電圧を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、前記電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出することにより、当該総電圧を取得するステップと、
所定のタイミングに従って、計測された前記電流と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出するステップと
を含む内部抵抗算出方法。

【請求項11】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、
各セルの電圧を計測するステップと、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得するステップと、
複数のタイミングで前記二次電池の電流を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出するステップと、
所定のタイミングに従って、算出された前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出するステップと
を含む内部抵抗算出方法。

【請求項12】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、
前記二次電池の電流を計測するステップと、
各セルの電圧を計測するステップと、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得するステップと、
所定のタイミングに従って、計測された前記電流と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出するステップと、
計測された前記各セルの電圧と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出するステップと、
算出された前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧を計測するための配線経路に生じる異常を検知するステップと
を含む内部抵抗算出方法。

【請求項13】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、
前記二次電池の電流を計測するステップと、
各セルの電圧を計測するステップと、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得するステップと、
所定のタイミングに従って、計測された前記電流と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出するステップと、
計測された前記各セルの電圧と、取得された前記総電圧とに基づいて、前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出するステップとを含み、
前記総電圧を取得するステップにおいて、算出された前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧を補正する
内部抵抗算出方法。

【請求項14】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、
コンピュータを、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
複数のタイミングで前記二次電池の総電圧を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、前記電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と
して機能させるための内部抵抗算出プログラム。

【請求項15】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、
コンピュータを、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
複数のタイミングで前記二次電池の電流を計測し、前記複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出する電流計測部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が算出した前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と
して機能させるための内部抵抗算出プログラム。

【請求項16】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、
コンピュータを、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部と、
前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧を計測するための配線経路に生じる異常を検知する異常検知部と
して機能させるための内部抵抗算出プログラム。

【請求項17】

複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、
コンピュータを、
前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、
各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、
前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、
所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部として機能させ、
前記総電圧取得部は、前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧を補正する
内部抵抗算出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置、内部抵抗算出方法および内部抵抗算出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶ及びＥＶは二次電池を搭載している。このような車両の走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが繰り返される。過放電又は過充電を行うと二次電池を劣化させることになるため、二次電池の充電量を把握しながら充放電を制御する必要がある。また、二次電池の劣化を判定するためには、二次電池の内部抵抗を正確に把握する必要がある。

【0003】

特許文献１には、車両に搭載された二次電池について、短期間に大きな電流変化および電圧変化が生じるエンジン起動時に計測した電流・電圧特性を用いて内部抵抗を算出する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－２１６０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

二次電池の内部抵抗を算出するためには、二次電池の両端電圧である総電圧を計測する必要がある。しかし、一般には、内部抵抗算出時には、二次電池を構成するセルごとにセル電圧を計測し、計測したセル電圧を合計することにより二次電池の総電圧を算出している。このため、エンジン起動時のような電流および電圧が急激に変化する場合には、最初のセル電圧計測時から最後のセル電圧計測時までの間に電流および電圧が変化してしまう。つまり、同一のタイミングでセル電圧を計測することができず、内部抵抗の推定精度が低くなるという課題がある。

【0006】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、電流および電圧が急激に変化する場合であっても、高精度に内部抵抗を算出することのできる内部抵抗算出装置、内部抵抗算出方法および内部抵抗算出プログラム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】

【0007】

（１）上記目的を達成するために、本発明の一実施態様に係る内部抵抗算出装置は、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部とを備える。

【0008】

（１１）本発明の他の一実施態様に係る内部抵抗算出方法は、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、前記二次電池の電流を計測する電流計測ステップと、各セルの電圧を計測するセル電圧計測ステップと、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得ステップと、所定のタイミングに従って、前記電流計測ステップにおいて計測された前記電流と、前記総電圧取得ステップにおいてが取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出ステップとを含む。

【0009】

（１２）本発明の他の一実施態様に係る内部抵抗算出プログラムは、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、コンピュータを、前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部として機能させる。

【0010】

なお、内部抵抗算出プログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。また、本発明は、内部抵抗算出装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、内部抵抗算出装置を含むシステムとして実現したりすることもできる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、電流および電圧が急激に変化する場合であっても、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】配線抵抗算出部による配線抵抗の算出方法を説明するための図である。

【図4】配線経路に異常がない場合の配線抵抗の時間変化を示す図である。

【図5】配線経路に異常がある場合の配線抵抗の時間変化を示す図である。

【図6】二次電池ユニットの電流波形の一例を示す図である。

【図7】図６に示す電流波形の時間軸を拡大した二次電池ユニットの電流波形の一例を示す図である。

【図8】二次電池ユニットの総電圧波形の一例を示す図である。

【図9】図８に示す総電圧波形の時間軸を拡大した二次電池ユニットの総電圧波形の一例を示す図である。

【図10】状況に応じた電圧計測手段の使い分けについて説明するための図である。

【図11】セル電圧計測部が算出するセル電圧を用いて内部抵抗を算出するのに要する時間と、総電圧取得部が算出する総電圧を用いて内部抵抗を算出するのに要する時間とを比較するための図である。

【図12】実施の形態１に係る電池監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図13】配線抵抗による異常検知処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図14】実施の形態２に係る総電圧取得部による総電圧の取得処理について説明するための図である。

【図15】実施の形態３に係る総電圧取得部による総電圧の取得処理について説明するための図である。

【図16】実施の形態４に係る電流計測部による電流の取得処理について説明するための図である。

【図17】実施の形態５に係る電流計測部による電流の取得処理について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［本願発明の実施形態の概要］
最初に本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本発明の一実施形態に係る内部抵抗算出装置は、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部とを備える。

【0014】

この構成によると、総電圧取得部が取得する総電圧は、セル電圧の合計値ではなく、二次電池の総電圧の計測値である。電圧が急激に変化するタイミングにおいて、セル電圧を順次計測した場合には、同時にセル電圧を計測できないことにより、これらのセル電圧を合計しても正確な総電圧とはならない場合がある。しかし、総電圧を計測することにより、正確な二次電池の総電圧を取得することができる。また、内部抵抗算出部は、総電圧取得部が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および電圧が急激に変化する場合には、総電圧取得部が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出することにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0015】

（２）好ましくは、上述の内部抵抗算出装置は、さらに、エンジンの起動タイミングに関する情報を取得するエンジン情報取得部を備え、前記内部抵抗算出部は、前記所定のタイミングとして、前記エンジン情報取得部が取得した前記エンジンの起動タイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出する。

【0016】

この構成によると、内部抵抗算出部は、エンジンの起動タイミングを取得した場合に、総電圧取得部が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出することができる。また、大電流が流れるエンジンの起動タイミングの計測値を用いることで、電流および総電圧の計測誤差の影響を少なくした上で、内部抵抗を算出することができる。よって、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0017】

（３）さらに好ましくは、前記総電圧取得部は、さらに、複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、前記電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出し、前記内部抵抗算出部は、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が算出した当該電流の計測タイミングにおける前記総電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出する。

【0018】

電流計測部による電流計測と、総電圧取得部による総電圧計測とを並列実行できない場合には、異なる計測タイミングで電流と総電圧とが計測される。このため、この電流と総電圧とを用いて内部抵抗を算出すると、正確な値にならない場合がある。しかし、この構成によると、複数のタイミングで計測した総電圧から、電流の計測タイミングにおける総電圧を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0019】

（４）例えば、前記総電圧取得部は、前記電流を計測した周期内における複数のタイミングで計測した前記総電圧に基づいて、当該電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出してもよい。

【0020】

この構成によると、時間的に接近した複数のタイミングで計測した総電圧に基づいて、総電圧を補正することができる。このため、電流の計測タイミングにおける総電圧を高精度に算出することができる。

【0021】

（５）また、前記総電圧取得部は、前記電流を計測した周期よりも前の周期で計測した前記総電圧と、前記電流を計測した周期内で計測した前記総電圧とに基づいて、当該電流の計測タイミングにおける前記総電圧を算出してもよい。

【0022】

この構成によると、前の周期で計測した総電圧を用いて、現在の周期で計測した総電圧を補正することができる。このため、総電圧の補正のために、同一周期内で総電圧を複数回計測する必要がなくなる。これにより、総電圧の計測負荷を増加させることなく、電流の計測タイミングにおける総電圧を高速に算出することができる。

【0023】

（６）また、前記電流計測部は、さらに、複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出し、前記内部抵抗算出部は、前記電流計測部が算出した前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出してもよい。

【0024】

電流計測部による電流計測と、総電圧取得部による総電圧計測とを並列実行できない場合には、異なる計測タイミングで電流と総電圧とが計測される。このため、この電流と総電圧とを用いて内部抵抗を算出すると、正確な値にならない場合がある。しかし、この構成によると、複数のタイミングで計測した電流から、総電圧の計測タイミングにおける電流を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0025】

（７）例えば、前記電流計測部は、前記総電圧取得部が前記総電圧を計測した周期内における複数のタイミングで計測した前記電流に基づいて、前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出してもよい。

【0026】

この構成によると、時間的に接近した複数のタイミングで計測した電流に基づいて、電流を補正することができる。このため、総電圧の計測タイミングにおける電流を高精度に算出することができる。

【0027】

（８）また、前記電流計測部は、前記総電圧取得部が前記総電圧を計測した周期よりも前の周期で計測した前記電流と、当該総電圧を計測した周期内で計測した前記電流とに基づいて、前記総電圧の計測タイミングにおける前記電流を算出してもよい。

【0028】

この構成によると、前の周期で計測した電流を用いて、現在の周期で計測した電流を補正することができる。このため、電流の補正のために、同一周期内で電流を複数回計測する必要がなくなる。これにより、電流の計測負荷を増加させることなく、総電圧の計測タイミングにおける電流を高速に算出することができる。

【0029】

（９）さらに好ましくは、上述の内部抵抗算出装置は、さらに、前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部と、前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧を計測するための配線経路に生じる異常を検知する異常検知部とを備える。

【0030】

配線経路に断線や接触不良等が生じた場合には配線抵抗が大きくなる。このため、この構成によると、配線抵抗に基づいて、配線経路に生じる異常を検知することができる。

【0031】

（１０）また、上述の内部抵抗算出装置は、さらに、前記セル電圧計測部が計測した前記各セルの電圧と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記総電圧取得部による前記総電圧の取得経路に生じる配線抵抗を算出する配線抵抗算出部を備え、前記総電圧取得部は、前記配線抵抗算出部が算出した前記配線抵抗に基づいて、前記二次電池の総電圧を補正してもよい。

【0032】

この構成によると、総電圧の取得経路に生じる配線抵抗による電圧降下の影響を排除するように、総電圧を補正することができる。これにより、本来の総電圧を算出することができ、内部抵抗を正確に算出することができる。

【0033】

（１１）本発明の他の一実施形態に係る内部抵抗算出方法は、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、前記二次電池の電流を計測する電流計測ステップと、各セルの電圧を計測するセル電圧計測ステップと、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得ステップと、所定のタイミングに従って、前記電流計測ステップにおいて計測された前記電流と、前記総電圧取得ステップにおいてが取得された前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出ステップとを含む。

【0034】

この構成は、上述した内部抵抗算出装置の各処理部に対応するステップを含む。このため、上述した内部抵抗算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。

【0035】

（１２）本発明の他の一実施形態に係る内部抵抗算出プログラムは、複数のセルが接続された二次電池の内部抵抗を算出するための内部抵抗算出プログラムであって、コンピュータを、前記二次電池の電流を計測する電流計測部と、各セルの電圧を計測するセル電圧計測部と、前記二次電池の総電圧を計測することにより、当該総電圧を取得する総電圧取得部と、所定のタイミングに従って、前記電流計測部が計測した前記電流と、前記総電圧取得部が取得した前記総電圧とに基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部として機能させる。

【0036】

この構成によると、上述した内部抵抗算出装置の各処理部としてコンピュータを機能させることができる。このため、上述した内部抵抗算出装置と同様の作用および効果を奏することができる。

【0037】

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

【0038】

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置１００を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。

【0039】

図１に示すように、車両は、電池監視装置１００の他に、二次電池ユニット５０、リレー６１、６２、６３、発電機（ＡＬＴ）７１、スタータモータ（ＳＴ）７２、電池７３、電気負荷７４、７５などを備える。

【0040】

二次電池ユニット５０は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル５１が直列に接続されている。二次電池ユニット５０は、複数のセル５１の端部に接続された電流センサ５２を備える。なお、二次電池ユニット５０には、図示しない温度センサが備えられていてもよい。

【0041】

電流センサ５２は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池ユニット５０の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ５２は、電流検出線５０ｃを介して検出した電流を電池監視装置１００へ出力する。

【0042】

各セル５１の端部と電池監視装置１００とは、電池監視装置１００によるセル電圧計測のために、セル電圧検出線５０ａにより接続されている。また、二次電池ユニット５０の両端と電池監視装置１００とは、電池監視装置１００による二次電池ユニット５０の両端電圧検出のために総電圧検出線５０ｂにより接続されている。以下では、二次電池ユニット５０の両端電圧のことを総電圧とも呼ぶ。なお、総電圧検出線５０ｂと、二次電池ユニット５０の両端のセル電圧検出線５０ａとを共通の信号線としてもよい。

【0043】

電池７３は、例えば、鉛電池であり、車両の電気負荷７４（例えば、ライト、各種モータ、各種コントローラ等）への電力供給を行うとともに、リレー６３がオンした場合には、スタータモータ７２を駆動するための電力供給を行う。発電機７１は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力して電池７３を充電する。また、発電機７１は、リレー６１、６２がオンしている場合、電池７３及び二次電池ユニット５０を充電する。二次電池ユニット５０は、リレー６１がオンした場合には、電気負荷７５（例えば、エンジン系電装、オーディオ等）へ電力を供給する。なお、リレー６１、６２、６３のオン・オフは、電池７３及び二次電池ユニット５０の充放電バランスや負荷の程度に応じて、供給する電力を分配すべく不図示のリレー制御部が行う。

【0044】

図２は、本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置１００の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、電流計測部１１、セル電圧計測部１２、総電圧取得部１４、内部抵抗算出部１５、通信部１６、配線抵抗算出部１７、異常検知部１８、所定の情報を記憶する記憶部１９、計時のためのタイマ２０などを備える。なお、電池監視装置１００には、図示しない温度計測部が備えられていてもよい。

【0045】

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される。

【0046】

電流計測部１１は、二次電池ユニット５０の電流（充電電流及び放電電流）を計測する。つまり、電流計測部１１は、ＡＤ（Analog to Digital）変換器を備え、電流センサ５２から電流検出線５０ｃを介して取得した電流を、所定のサンプリング周期でデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。サンプリング周期は、例えば、第１サンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）及び第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）とすることができる。なお、サンプリング周期１０ｍｓ、１ｍｓは一例であって、かかる数値に限定されるものではない。これにより、制御部１０は、第１サンプリング周期及び第２サンプリング周期で二次電池ユニット５０の電流値を読み取ることができる。

【0047】

セル電圧計測部１２は、セル電圧検出線５０ａに接続され、二次電池ユニット５０の各セル５１の電圧を計測する。例えば、セル電圧計測部１２は、ＡＦＥ（Analog Front End）を含む電圧監視用ＩＣ（Integrated Circuit）を含んで構成され、電圧監視用ＩＣが計測した電圧を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。サンプリング周期は、例えば、第１サンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）とすることができる。なお、サンプリング周期１０ｍｓは一例であって、かかる数値に限定されるものではない。これにより、制御部１０は、第１サンプリング周期で各セル５１の電圧値を読み取ることができる。

【0048】

総電圧取得部１４は、二次電池ユニット５０の総電圧を計測することにより、二次電池ユニット５０の総電圧を取得する。例えば、総電圧取得部１４は、マイコンを含んで構成され、マイコンが計測した電圧を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。サンプリング周期は、例えば、第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）とすることができる。なお、サンプリング周期１ｍｓは一例であって、かかる数値に限定されるものではない。これにより、制御部１０は、第２サンプリング周期で二次電池ユニット５０の総電圧を読み取ることができる。

【0049】

内部抵抗算出部１５は、所定のタイミングに従って、電流計測部１１が計測した電流と、総電圧取得部１４が取得した二次電池ユニット５０の総電圧とに基づいて、二次電池ユニット５０の内部抵抗を算出する。つまり、内部抵抗算出部１５は、エンジンの起動タイミング前のあるタイミングにおいてセル電圧計測部１２が計測した各セル５１の電圧の合計値である総電圧Ｖ０および電流計測部１１が計測した電流Ｉ０と、エンジンの起動タイミング後の電流がピークとなるタイミングにおける総電圧取得部１４が取得したピーク総電圧Ｖｐおよび電流計測部１１が計測したピーク電流Ｉｐとに基づいて、二次電池ユニット５０の内部抵抗を算出する。

【0050】

二次電池ユニット５０は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ、界面電荷移動抵抗Ｒｃ、電気二重層キャパシタンスＣ、拡散インピーダンスＺｗで構成される等価回路で表すことができる。そして、二次電池ユニット５０の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ及び界面電荷移動抵抗Ｒｃが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法を用いて二次電池ユニット５０のインピーダンスを複数の周波数で計測した値をプロットしたインピーダンススペクトルにおいて、周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある境界周波数域で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、二次電池ユニット５０のインピーダンスが増加する。

【0051】

充放電の切替前後の２点間の電圧、電流から求められる直線の傾きの絶対値が、二次電池ユニット５０の内部抵抗を示す。そこで、内部抵抗Ｒは、例えば、Ｒ＝（Ｖｐ－Ｖ０）／（Ｉｐ－Ｉ０）で算出する。

【0052】

通信部１６は、エンジン情報取得部としての機能を有し、エンジンの起動タイミングに関する情報を取得する。例えば、通信部１６は、車両のイグニッションスイッチをオンしたタイミング情報を、車内ＬＡＮを介してＥＣＵ（Electronic Control Unit）やジャンクションボックスなどから取得してもよい。

【0053】

配線抵抗算出部１７は、セル電圧計測部１２が計測した各セル５１の電圧と、総電圧取得部１４が取得した二次電池ユニット５０の総電圧とに基づいて、総電圧取得部１４による総電圧の取得経路（セル電圧検出線５０ａを含む）に生じる配線抵抗を算出する。

【0054】

図３は、配線抵抗算出部１７による配線抵抗の算出方法を説明するための図である。セル電圧計測部１２が計測したセル５１の電圧をＶｃｋ（ｋ＝１～ｎ）とし、総電圧取得部１４が計測した二次電池ユニット５０の総電圧をＶｍとする。また、二次電池ユニット５０を流れる電流をｉとする。また、二次電池ユニット５０の一方の端部からセル電圧計測部１２までの総電圧検出線５０ｂに生じる配線抵抗をｒｈ１とし、二次電池ユニット５０の他方の端部からセル電圧計測部１２までの総電圧検出線５０ｂに生じる配線抵抗をｒｈ２とする。ここでいう配線抵抗ｒｈ１およびｒｈ２は、総電圧検出線５０ｂに生じる配線抵抗に加え、総電圧取得部１４および二次電池ユニット５０を接続する接続部品の接触抵抗を含むものとする。

【0055】

配線抵抗算出部１７は、総電圧取得部１４による総電圧の取得経路に生じる配線抵抗ｒｈを以下の式１により算出する。

【0056】

【数1】

【0057】

異常検知部１８は、配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗に基づいて、総電圧取得部１４による総電圧を計測するための配線経路に生じる異常を検知する。例えば、総電圧検出線５０ｂが断線したり、接触部品の接触不良が生じたりした場合には、配線抵抗の値が大きくなる。このため、異常検知部１８は、配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗と予め定められた異常判定閾値とに基づいて、異常検知を行う。

【0058】

次に、異常検知部１８による異常検知について具体的に説明する。図４は、配線経路に異常がない場合の配線抵抗の時間変化を示す図である。図５は、配線経路に異常がある場合の配線抵抗の時間変化を示す図である。図４および図５の横軸は時間を示し、縦軸は配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗の値を示す。図４は、配線経路に異常がない場合の配線抵抗の変化を示し、図５は、配線経路に異常が生じた場合の配線抵抗の変化を示す。

【0059】

図４に示すように、配線経路に異常がない場合には、配線抵抗の値は異常判定閾値未満となる。一方、図５に示すように、配線経路に異常が生じた場合には、配線抵抗の値は異常判定閾値以上となり、その状態が継続する。このため、例えば、異常検知部１８は、配線抵抗が異常判定閾値以上となったことを所定回数（例えば、１０回）以上連続して検知した場合に、異常を検知する。または、異常検知部１８は、配線抵抗が異常判定閾値以上となったことを所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）以上連続して検知した場合に、異常を検知する。

【0060】

図６は、二次電池ユニット５０の電流波形の一例を示す図である。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は放電電流を示し、電流が負の場合は充電電流を示す。図７は、図６に示す電流波形の時間軸を拡大した二次電池ユニット５０の電流波形の一例を示す図である。図７は、エンジン起動時の前後の電流波形を示している。なお、図７の横軸および縦軸の意味は、図６と同様である。図６および図７に示すように、エンジン起動時には、二次電池ユニット５０から大電流が放電され、二次電池ユニット５０の放電電流が急峻に変化していることが分かる。

【0061】

図８は、二次電池ユニット５０の総電圧波形の一例を示す図である。図８において、横軸は図６と同じ時間を示し、縦軸は二次電池ユニット５０の総電圧を示す。図９は、図８に示す総電圧波形の時間軸を拡大した二次電池ユニット５０の総電圧波形の一例を示す図である。図９は、エンジン起動時の前後の総電圧波形を示している。なお、図９において、横軸は図７と同じ時間を示し、縦軸は二次電池ユニット５０の総電圧を示す。図８および図９に示すように、エンジン起動時には、二次電池ユニット５０の電圧が急峻に降下する。

【0062】

エンジンの起動時間は、電流および電圧の変化が大きいため、高精度に内部抵抗を求めることができる。その一方、電流および電圧の変化が急峻であるため、総電圧計測に必要な時間の要求が厳しい。

【0063】

図１０は、状況に応じた電圧計測手段の使い分けについて説明するための図である。

【0064】

電圧の計測手段には、図２に示したようにセル電圧計測部１２と総電圧取得部１４とが存在する。電池監視装置１００は、状況に応じてこれらを使い分ける。つまり、図１０に示すように、エンジン起動時は、電圧計測の要求精度が低いが、電圧計測の要求時間が小さい。このため、内部抵抗算出処理の処理周期は、例えば、１ｍｓｅｃとされる。一方、エンジン起動時以外の通常時においては、電圧計測の要求精度は高いが、電圧計測の要求時間は比較的大きい。このため、内部抵抗算出処理の処理周期は、例えば、１０ｍｓｅｃとされる。内部抵抗の算出に必要な二次電池ユニット５０の総電圧を計測するためには、セル電圧計測部１２は、セル５１の個数分だけ電圧を計測しなければならない。一方、総電圧取得部１４は、１回で二次電池ユニット５０の総電圧を計測することができる。その一方、通常は、セル電圧計測部１２の方が、計測精度が高い。そのため、エンジン起動時には、総電圧取得部１４により高速に二次電池ユニット５０の総電圧を計測し、通常時には、セル電圧計測部１２により高精度に各セル５１の電圧を計測する。

【0065】

図１１は、セル電圧計測部１２が算出するセル電圧を用いて内部抵抗を算出するのに要する時間と、総電圧取得部１４が算出する総電圧を用いて内部抵抗を算出するのに要する時間とを比較するための図である。

【0066】

図１１の（Ａ）に示すように、セル電圧計測部１２が算出するセル電圧を用いて内部抵抗を算出する場合には、まず、電流計測部１１が電流を計測し、その後、セル電圧計測部１２が、セル５１ごとにセル電圧を計測する。内部抵抗算出部１５が、セル電圧を合計することにより二次電池ユニット５０の総電圧を算出し、計測電流と、算出した総電流に基づいて内部抵抗を算出し、算出結果を制御部１０に送信する。ただし、電流計測とセル電圧計測の順序は逆であってもよい。

【0067】

一方、図１１の（Ｂ）に示すように、総電圧取得部１４が算出する総電圧を用いて内部抵抗を算出する場合には、まず、電流計測部１１が電流を計測し、その後、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧を計測する。次に、内部抵抗算出部１５が、計測した電流および総電圧を用いて内部抵抗を算出し、算出結果を制御部１０に送信する。ただし、電流計測とセル電圧計測の順序は逆であってもよい。

【0068】

図１１の（Ａ）に示すように、セル電圧計測部１２を用いた場合には、セル電圧を複数回計測しなければならないのに対し、図１１の（Ｂ）に示すように、総電圧取得部１４を用いた場合には、総電圧を１回計測するのみで良い。このため、総電圧を取得するのに要する時間を大幅に短縮することができる。また、図１１（Ａ）に示すように、セル電圧計測部１２を用いた場合には、各セル５１の電圧の計測タイミングが異なるため、これらのセル電圧を合計しても正確な総電圧とはならない場合がある。特に、エンジン起動時など、セル電圧が急峻に変化するタイミングにおいては、正確な総電圧を算出することが困難である。このため、エンジン起動時には、図１１の（Ｂ）に示すように、総電圧取得部１４を用いて総電圧を１回で計測した方が、正確に総電圧を算出することができる。

【0069】

図１２は、実施の形態１に係る電池監視装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0070】

制御部１０は、電流および電圧のサンプリング周期を１０ｍｓｅｃに設定する（Ｓ２）。また、制御部１０は、電流計測部１１による電流の計測レンジを２００Ａに設定する（Ｓ４）。これにより、電流計測部１１は、±２００Ａの範囲内で放電電流を計測することができる。

【0071】

電流計測部１１は、１０ｍｓｅｃ間隔で二次電池ユニット５０の電流を計測し、セル電圧計測部１２は、１０ｍｓｅｃ間隔で、二次電池ユニット５０を構成する複数のセル５１の電圧を、セル５１ごとに計測する（Ｓ６）。

【0072】

制御部１０は、通信部１６がエンジンの起動タイミングに関する情報を取得することにより、エンジンの起動を検知したか否かを判断する（Ｓ８）。エンジンの起動が検知されるまで、ステップＳ６の処理が繰り返し実行される。

【0073】

エンジンの起動が検知されると（Ｓ８でＹＥＳ）、制御部１０は、最後に計測した電流を基準電流Ｉ０として記憶部１９に記憶する。また、制御部１０は、最後に計測した複数のセル５１の電圧の合計値である基準総電圧Ｖ０を記憶部１９に記憶する（Ｓ１０）。

【0074】

制御部１０は、電流および電圧のサンプリング周期を１ｍｓｅｃに設定する（Ｓ１２）。また、制御部１０は、電流計測部１１による電流の計測レンジを１６００Ａに設定する（Ｓ１４）。これにより、電流計測部１１は、±１６００Ａの範囲内で放電電流を計測することができる。ただし、計測レンジが２００Ａの場合と比較すると、検出電流の分解能は低くなる。

【0075】

電流計測部１１は、１ｍｓｅｃ間隔で二次電池ユニット５０の電流を計測し、総電圧取得部１４は、１ｍｓｅｃ間隔で、二次電池ユニット５０の総電圧を計測する（Ｓ１６）。計測した電流および総電圧は、一定期間、記憶部１９に保持される。

【0076】

制御部１０は、電流計測部１１が計測した電流がピークに到達したか否かを判定する（Ｓ２０）。つまり、制御部１０は、電流計測部１１が計測した電流が予め定められたエンジン起動判定閾値以上であり、かつ、今回計測した電流が、前回計測した電流よりも小さくなっているか否かを判定する。エンジン起動判定閾値は、例えば、１５０Ａとすることができる。ただし、エンジン起動判定閾値は１５０Ａに限定されるものではなく、それ以外の値であってもよい。図７を参照して、例えば、電流３１は、エンジン起動判定閾値以上であり、かつ、１つ前のサンプリング周期で計測された電流３０よりも小さくなっている。このため、電流３１が上記条件を満たすため、１つ前のサンプリング周期で計測された電流３０がピーク電流Ｉｐとされる。また、ピーク電流と同一のサンプリング周期で計測された図９に示す総電圧４０がピーク総電圧Ｖｐとされる。

【0077】

内部抵抗算出部１５は、基準電流Ｉ０と、基準総電圧Ｖ０と、ピーク電流Ｉｐと、ピーク総電圧Ｖｐとを記憶部１９から読み出すことにより取得する（Ｓ２２）。

【0078】

内部抵抗算出部１５は、読み出したこれらの値を用いて、内部抵抗Ｒを算出する（Ｓ２４）。内部抵抗Ｒは、例えば、Ｒ＝（Ｖｐ－Ｖ０）／（Ｉｐ－Ｉ０）で算出する。

【0079】

制御部１０は、電流および電圧のサンプリング周期を１０ｍｓｅｃに設定する（Ｓ２６）。

【0080】

電流計測部１１は、１０ｍｓｅｃ間隔で二次電池ユニット５０の電流を計測し、セル電圧計測部１２は、１０ｍｓｅｃ間隔で、二次電池ユニット５０を構成する複数のセル５１の電圧を、セル５１ごとに計測する（Ｓ２８）。

【0081】

制御部１０は、計測した電流の値が安定状態判定閾値（例えば、１２０～２００Ａの間の値（例．１５０Ａ））を下回ったか否かを判定する（Ｓ３０）。なお、安定状態判定閾値の値は一例であり、その他の範囲から選択されてもよい。

【0082】

電流値が安定状態判定閾値を下回っていなければ（Ｓ３０でＮＯ）、ステップＳ２８に戻る。電流値が安定状態判定閾値を下回っていれば（Ｓ３０でＹＥＳ）、エンジン起動時に急激に増加した電流が安定したと判断できる。このため、制御部１０は、電流の計測レンジを２００Ａに設定直す（Ｓ３２）。

【0083】

その後、は、１０ｍｓｅｃ間隔で二次電池ユニット５０の電流を計測し、セル電圧計測部１２は、１０ｍｓｅｃ間隔で、二次電池ユニット５０を構成する複数のセル５１の電圧を、セル５１ごとに計測する（Ｓ３４）。

【0084】

以上説明した処理の流れにより、エンジン起動時のピーク電流Ｉｐおよびピーク総電圧Ｖｐを用いて、二次電池ユニット５０の内部抵抗を正確に算出することができる。

【0085】

図１３は、配線抵抗による異常検知処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示す処理は、図１２に示す内部抵抗算出処理と並列に実行される。

【0086】

セル電圧計測部１２は、二次電池ユニット５０を構成する複数のセル５１の電圧を、セル５１ごとに計測する（Ｓ５１）。
総電圧取得部１４は、二次電池ユニット５０の総電圧を計測する（Ｓ５２）。

【0087】

配線抵抗算出部１７は、上述した式１に従い、総電圧取得部１４による総電圧の取得経路に生じる配線抵抗ｒを算出する（Ｓ５３）。

【0088】

異常検知部１８は、配線抵抗ｒが異常判定閾値以上となったことを所定回数（例えば、１０回）以上連続して検知したか否かを判定する（Ｓ５４）。判定の結果が否定的であれば（Ｓ５４でＮＯ）、ステップＳ５１に戻る。

【0089】

判定の結果が肯定的であれば（Ｓ５４でＹＥＳ）、制御部１０は、通信部１６を介して、二次電池ユニット５０に充放電の停止の指示信号を送信する（Ｓ５５）。これにより、二次電池ユニット５０は、充放電を停止させる。

【0090】

以上説明したように、実施の形態１によると、総電圧取得部１４が取得する総電圧は、セル電圧の合計値ではなく、二次電池ユニット５０の総電圧の計測値である。エンジンの起動時のように電流および電圧が急激に変化するタイミングにおいて、セル電圧を順次計測した場合には、同時にセル電圧を計測できないことにより、これらのセル電圧を合計しても正確な総電圧とはならない場合がある。しかし、総電圧取得部１４が総電圧を計測することにより、正確な二次電池の総電圧を取得することができる。また、内部抵抗算出部１５は、総電圧取得部１４が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および電圧が急激に変化する場合には、総電圧取得部１４が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出することにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0091】

また、内部抵抗算出部１５は、通信部１６がエンジンの起動タイミングを取得した場合に、総電圧取得部１４が取得した総電圧の計測値に基づいて、内部抵抗を算出している。このように、大電流が流れるエンジンの起動タイミングの計測値を用いることで、電流および総電圧の計測誤差の影響を少なくした上で、内部抵抗を算出することができる。よって、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0092】

また、異常検知部１８は、配線抵抗算出部１７が算出した、総電圧取得部１４による総電圧の取得経路に生じる配線抵抗に基づいて、配線経路の異常を検知している。配線経路に断線や接触不良等が生じた場合には配線抵抗が大きくなる。このため、異常検知部１８によると、配線経路に生じる異常を正確に検知することができる。

【0093】

なお、総電圧取得部１４は、配線抵抗算出部１７が算出した配線抵抗に基づいて、計測した二次電池ユニット５０の総電圧を補正してもよい。例えば、配線抵抗をｒｈ、総電圧の計測値をＶｍ、電流の計測値をＩｍ、総電圧の補正後の値をＶｃとした場合、総電圧取得部１４は、以下の式２により総電圧Ｖｍを総電圧Ｖｃに補正する。これにより、配線抵抗ｒｈによる電圧降下が無かった場合の総電圧Ｖｃを算出することができる。
Ｖｃ＝Ｖｍ＋Ｉｍ×ｒｈ …（式２）

【0094】

つまり、総電圧の取得経路に生じる配線抵抗による電圧降下の影響を排除するように、総電圧を補正することができる。これにより、本来の総電圧を算出することができ、内部抵抗を正確に算出することができる。

【0095】

また、総電圧取得部１４は、エンジン起動時以外のタイミングで予め求めておいた配線抵抗ｒｈを用いて、総電圧を補正するようにしてもよい。これにより、エンジン起動時の計測時間を増やすことなく、電圧計測精度を向上させることができる。

【0096】

（実施の形態２）
以下の実施の形態では、実施の形態１と同様の構成要素については同一の参照符号を付す。その機能も同様であるため、適宜説明を省略し、異なる点を中心に説明する。

【0097】

実施の形態１では、総電圧取得部１４が二次電池ユニット５０の総電圧を計測することにより、電流および電流が急峻に変化した場合であっても正確に総電圧を計測することができる。

【0098】

しかし、図１１の（Ｂ）に示すように、電流と総電圧とをシーケンシャルにしか計測することができず、電流の計測タイミングと総電圧の計測タイミングとが一致しない場合がある。異なる計測タイミングで計測された電流と総電圧を用いて二次電池ユニット５０の内部抵抗を算出すると、計測タイミングの違いにより算出誤差が生じる場合がある。そこで、実施の形態２では、電流と総電圧とがシーケンシャルにしか計測できない場合であっても、同じ計測タイミングでの電流および総電圧を用いて内部抵抗を算出する方法について説明する。

【0099】

図１４は、実施の形態２に係る総電圧取得部１４による総電圧の取得処理について説明するための図である。

【0100】

例えば、内部抵抗算出処理の処理周期ｎにおいて、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ１（ｎ）を計測する。その後、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ（ｎ）を計測する。その後、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ２（ｎ）を計測する。つまり、１処理周期内において、電流計測の前後でそれぞれ総電圧を計測する。

【0101】

総電圧取得部１４は、以下の式３により電流Ａ（ｎ）の計測タイミングにおける二次電池ユニット５０の総電圧Ｖｆｉｘ（ｎ）を算出する。
Ｖｆｉｘ（ｎ）＝（Ｖ１（ｎ）＋Ｖ２（ｎ））／２ …（式３）

【0102】

これは、総電圧が局所的には直線的に変化すると仮定することで、電流Ａ（ｎ）の計測タイミングにおける総電圧を算出するものである。

【0103】

内部抵抗算出部１５は、電流計測部１１が計測した電流Ａ（ｎ）と、総電圧取得部１４が算出した電流Ａ（ｎ）の計測タイミングにおける総電圧Ｖｆｉｘ（ｎ）とに基づいて、内部抵抗を算出する。例えば、内部抵抗算出部１５は、内部抵抗Ｒを、Ｒ＝（Ｖｆｉｘ（ｎ）－Ｖ０）／（Ａ（ｎ）－Ｉ０）で算出する。ここで、Ｉ０およびＶ０は、それぞれ、基準電流および基準総電圧である。

【0104】

なお、処理周期（ｎ＋１）などの他の処理周期においても同様の処理が実行される。

【0105】

実施の形態２によると、複数のタイミングで計測した総電圧から、電流の計測タイミングにおける総電圧を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0106】

また、時間的に接近した複数のタイミングで計測した総電圧に基づいて、総電圧を補正することができる。このため、電流の計測タイミングにおける総電圧を高精度に算出することができる。

【0107】

（実施の形態３）
実施の形態３では、同じ計測タイミングでの電流および総電圧を用いて内部抵抗を算出する他の方法について説明する。

【0108】

図１５は、実施の形態３に係る総電圧取得部１４による総電圧の取得処理について説明するための図である。

【0109】

例えば、内部抵抗算出処理の処理周期ｎにおいて、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ（ｎ）を計測する。その後、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ（ｎ）を計測する。内部抵抗算出処理の処理周期（ｎ＋１）において、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ（ｎ＋１）を計測する。その後、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ（ｎ＋１）を計測する。

【0110】

総電圧取得部１４は、以下の式４により電流Ａ（ｎ＋１）の計測タイミングにおける二次電池ユニット５０の総電圧Ｖｆｉｘ（ｎ＋１）を算出する。ここで、総電圧Ｖ（ｎ）および総電圧Ｖ（ｎ＋１）の計測タイミングを、それぞれ、Ｔｖ（ｎ）およびＴｖ（ｎ＋１）とし、電流Ａ（ｎ＋１）の計測タイミングを、Ｔａ（ｎ＋１）とする。

【数2】

【0111】

これは、総電圧が局所的には直線的に変化すると仮定することで、電流Ａ（ｎ＋１）の計測タイミングにおける総電圧を算出するものである。

【0112】

内部抵抗算出部１５は、電流計測部１１が計測した電流Ａ（ｎ＋１）と、総電圧取得部１４が算出した電流Ａ（ｎ＋１）の取得タイミングにおける総電圧Ｖｆｉｘ（ｎ＋１）とに基づいて、内部抵抗を算出する。例えば、内部抵抗算出部１５は、内部抵抗Ｒを、Ｒ＝（Ｖｆｉｘ（ｎ＋１）－Ｖ０）／（Ａ（ｎ＋１）－Ｉ０）で算出する。ここで、Ｉ０およびＶ０は、それぞれ、基準電流および基準総電圧である。
なお、他の処理周期においても同様の処理が実行される。

【0113】

実施の形態３によると、複数のタイミングで計測した総電圧から、電流の計測タイミングにおける総電圧を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0114】

また、前の処理周期で計測した総電圧を用いて、現在の処理周期で計測した総電圧を補正することができる。このため、総電圧の補正のために、同一処理周期内で総電圧を複数回計測する必要がなくなる。これにより、総電圧の計測負荷を増加させることなく、電流の計測タイミングにおける総電圧を高速に算出することができる。

【0115】

（実施の形態４）
実施の形態４では、同じ計測タイミングでの電流および総電圧を用いて内部抵抗を算出する他の方法について説明する。

【0116】

図１６は、実施の形態４に係る電流計測部１１による電流の取得処理について説明するための図である。

【0117】

例えば、内部抵抗算出処理の処理周期ｎにおいて、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ１（ｎ）を計測する。その後、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ（ｎ）を計測する。その後、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ２（ｎ）を計測する。つまり、１処理周期内において、総電圧計測の前後でそれぞれ電流を計測する。

【0118】

電流計測部１１は、以下の式５により総電圧Ｖ（ｎ）の計測タイミングにおける二次電池ユニット５０の電流Ａｆｉｘ（ｎ）を算出する。
Ａｆｉｘ（ｎ）＝（Ａ１（ｎ）＋Ａ２（ｎ））／２ …（式５）

【0119】

これは、電流が局所的には直線的に変化すると仮定することで、総電圧Ｖ（ｎ）の計測タイミングにおける電流を算出するものである。

【0120】

内部抵抗算出部１５は、電流計測部１１が算出した総電圧ｖ（ｎ）の計測タイミングにおける電流Ａｆｉｘ（ｎ）と、総電圧取得部１４が計測した総電圧Ｖ（ｎ）とに基づいて、内部抵抗を算出する。例えば、内部抵抗算出部１５は、内部抵抗Ｒを、Ｒ＝（Ｖ（ｎ）－Ｖ０）／（Ａｆｉｘ（ｎ）－Ｉ０）で算出する。ここで、Ｉ０およびＶ０は、それぞれ、基準電流および基準総電圧である。

【0121】

なお、処理周期（ｎ＋１）などの他の処理周期においても同様の処理が実行される。

【0122】

実施の形態４によると、複数のタイミングで計測した電流から、総電圧の計測タイミングにおける電流を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0123】

また、時間的に接近した複数のタイミングで計測した電流に基づいて、電流を補正することができる。このため、総電圧の計測タイミングにおける電流を高精度に算出することができる。

【0124】

（実施の形態５）
実施の形態５では、同じ計測タイミングでの電流および総電圧を用いて内部抵抗を算出する他の方法について説明する。

【0125】

図１７は、実施の形態５に係る電流計測部１１による電流の取得処理について説明するための図である。

【0126】

例えば、内部抵抗算出処理の処理周期ｎにおいて、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ（ｎ）を計測する。その後、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ（ｎ）を計測する。内部抵抗算出処理の処理周期（ｎ＋１）において、総電圧取得部１４が、二次電池ユニット５０の総電圧Ｖ（ｎ＋１）を計測する。その後、電流計測部１１が、二次電池ユニット５０の電流Ａ（ｎ＋１）を計測する。

【0127】

電流計測部１１は、以下の式６により総電圧Ｖ（ｎ＋１）の計測タイミングにおける二次電池ユニット５０の電流Ａｆｉｘ（ｎ＋１）を算出する。ここで、電流Ａ（ｎ）および電流Ａ（ｎ＋１）の計測タイミングを、それぞれ、Ｔａ（ｎ）およびＴａ（ｎ＋１）とし、総電圧Ｖ（ｎ＋１）の計測タイミングを、Ｔｖ（ｎ＋１）とする。

【数3】

【0128】

これは、電流が局所的には直線的に変化すると仮定することで、総電圧Ｖ（ｎ＋１）の計測タイミングにおける電流を算出するものである。

【0129】

内部抵抗算出部１５は、電流計測部１１が算出した総電圧ｖ（ｎ）の計測タイミングにおける電流Ａｆｉｘ（ｎ＋１）と、総電圧取得部１４が計測した総電圧Ｖ（ｎ＋１）とに基づいて、内部抵抗を算出する。例えば、内部抵抗算出部１５は、内部抵抗Ｒを、Ｒ＝（Ｖ（ｎ＋１）－Ｖ０）／（Ａｆｉｘ（ｎ＋１）－Ｉ０）で算出する。ここで、Ｉ０およびＶ０は、それぞれ、基準電流および基準総電圧である。
なお、他の処理周期においても同様の処理が実行される。

【0130】

実施の形態５によると、複数のタイミングで計測した電流から、総電圧の計測タイミングにおける電流を算出し、当該計測タイミングにおける電流および総電圧に基づいて、内部抵抗を算出することができる。このため、電流および総電圧の計測タイミングの違いにより生じる内部抵抗の算出誤差を減少させることができる。これにより、高精度に内部抵抗を算出することができる。

【0131】

また、前の周期で計測した電流を用いて、現在の周期で計測した電流を補正することができる。このため、電流の補正のために、同一周期内で電流を複数回計測する必要がなくなる。これにより、電流の計測負荷を増加させることなく、総電圧の計測タイミングにおける電流を高速に算出することができる。

【0132】

以上、本発明の実施の形態に係る電池監視装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

【0133】

たとえば、上述の実施の形態では、二次電池ユニット５０を構成するセル５１が直列接続されているものとしたが、セル５１が直並列されていてもよい。

【0134】

上記の電池監視装置１００は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されるコンピュータとして構成されてもよい。ＲＡＭまたはＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、電池監視装置１００は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

【0135】

さらに、電池監視装置１００を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩから構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭまたはＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

【0136】

また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、本発明は、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよい。

【0137】

さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムをコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体、例えば、ＨＤＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。
さらに、上記実施の形態および上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

【0138】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0139】

１０ 制御部
１１ 電流計測部
１２ セル電圧計測部
１４ 総電圧取得部
１５ 内部抵抗算出部
１６ 通信部
１７ 配線抵抗算出部
１８ 異常検知部
１９ 記憶部
２０ タイマ
５０ 二次電池ユニット
５０ａ セル電圧検出線
５０ｂ 総電圧検出線
５０ｃ 電流検出線
５１ セル
５２ 電流センサ
６１～６３ リレー
７１ 発電機
７２ スタータモータ
７３ 電池
７４、７５ 電気負荷
１００ 電池監視装置

【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】

【図15】

【図16】

【図17】