特表 2024-535318 バッテリー診断方法、その方法を提供するバッテリー診断装置、およびバッテリーシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-30

(54)【発明の名称】バッテリー診断方法、その方法を提供するバッテリー診断装置、およびバッテリーシステム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/396 20190101AFI20240920BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240920BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20240920BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240920BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01R31/396

G01R31/389

G01R31/00

H01M10/48 P

H02J7/00 Q

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517548

(86)(22)【出願日】2023-01-27

(85)【翻訳文提出日】2024-03-19

(86)【国際出願番号】 KR2023001311

(87)【国際公開番号】W WO2023224209

(87)【国際公開日】2023-11-23

(31)【優先権主張番号】10-2022-0061921

(32)【優先日】2022-05-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ドン・ヒョン・キム

【テーマコード（参考）】

2G036

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G036AA03

2G036AA22

2G036BB08

2G216BA51

2G216BB02

2G216BB03

2G216BB07

2G216BB09

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503EA09

5G503GD06

5H030AA01

5H030AS20

5H030FF42

5H030FF43

(57)【要約】

バッテリ診断装置は、バッテリの両端電圧であるバッテリ電圧および前記バッテリに流れる電流であるバッテリ電流を測定する測定部、バッテリの欠陥を診断する診断時点ごとにバッテリ電圧およびバッテリ電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出される実測内部抵抗値および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト内部抵抗値を記憶する記憶部、そして診断時点ごとに、診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出し、複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値を移動平均値に基づいて算出される基準値と比較して前記バッテリの欠陥を診断する制御部を含み、制御部は、複数の診断時点が標本個数より小さければ、標本個数に対応する実測内部抵抗値およびテスト内部抵抗値に基づいて移動平均値を算出する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流を測定する測定部、
前記バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出される実測内部抵抗値および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト内部抵抗値を記憶する記憶部、そして
前記診断時点ごとに、前記診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出し、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値を前記移動平均値に基づいて算出される基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する制御部を含み、
前記制御部は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測内部抵抗値および前記テスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出する、バッテリー診断装置。

【請求項2】

前記基準値は、
前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含む、請求項１に記載のバッテリー診断装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出し、
前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、
前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出する、請求項２に記載のバッテリー診断装置。

【請求項4】

前記記憶部は、
前記診断時点ごとに算出される実測標準偏差および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト標準偏差をさらに記憶し、
前記制御部は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測標準偏差および前記テスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出する、請求項３に記載のバッテリー診断装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗が前記上限値を超過すれば、
前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断する、請求項２に記載のバッテリー診断装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、
前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断する、請求項２に記載のバッテリー診断装置。

【請求項7】

複数のバッテリーセルを含むバッテリー、
前記バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流を測定する測定部、
前記バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出される実測内部抵抗値および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト内部抵抗値を記憶する記憶部、そして
前記診断時点ごとに、前記診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出し、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値を前記移動平均値に基づいて算出される基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する制御部を含み、
前記制御部は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測内部抵抗値および前記テスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出する、バッテリーシステム。

【請求項8】

前記基準値は、
前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含む、請求項７に記載のバッテリーシステム。

【請求項9】

前記制御部は、
前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出し、
前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、
前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出する、請求項８に記載のバッテリーシステム。

【請求項10】

前記記憶部は、
前記診断時点ごとに算出される実測標準偏差および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト標準偏差をさらに記憶し、
前記制御部は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測標準偏差および前記テスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出する、請求項９に記載のバッテリーシステム。

【請求項11】

前記制御部は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記上限値を超過すれば、
前記複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断する、請求項８に記載のバッテリーシステム。

【請求項12】

前記制御部は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、
前記複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断する、請求項１０に記載のバッテリーシステム。

【請求項13】

バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流それぞれの測定値を収集する段階、
前記バッテリーの欠陥を診断する所定の診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出して標本集団を決定する段階、
前記標本集団に属する複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記移動平均値に基づいて前記バッテリーの欠陥を診断する基準である基準値を算出する段階、そして
前記診断時点に対応する実測内部抵抗値を前記基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する段階を含み、
前記基準値を算出する段階は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する実測内部抵抗値およびテスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出し、
前記実測内部抵抗値は、前記診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出され、
前記テスト内部抵抗値は、所定の基準によって決定される、バッテリー診断方法。

【請求項14】

前記基準値は、
前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含む、請求項１３に記載のバッテリー診断方法。

【請求項15】

前記基準値を算出する段階は、
前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出する段階、および
前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出する段階をさらに含む、請求項１４に記載のバッテリー診断方法。

【請求項16】

前記基準値を算出する段階は、
前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する実測標準偏差およびテスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出し、
前記実測標準偏差は、前記診断時点ごとに前記標本個数に対応する複数の実測内部抵抗値に基づいて算出され、
前記テスト標準偏差は、所定の基準によって決定される、請求項１５に記載のバッテリー診断方法。

【請求項17】

前記基準値を算出する段階は、
前記複数の診断時点が存在しなければ、前記標本個数に対応するテスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出する、請求項１５に記載のバッテリー診断方法。

【請求項18】

前記バッテリーの欠陥を診断する段階は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記上限値を超過すれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断する、請求項１４に記載のバッテリー診断方法。

【請求項19】

前記バッテリーの欠陥を診断する段階は、
前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断する、請求項１４に記載のバッテリー診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願との相互引用］
本出願は２０２２年５月２０日付韓国特許出願第１０－２０２２－００６１９２１号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、バッテリーの状態を診断することができるバッテリー診断方法、その方法を提供するバッテリー診断装置、およびバッテリーシステムに関するものである。

【背景技術】

【0003】

電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などに搭載される大型バッテリーは、携帯用端末、ノートパソコンなどに搭載される小型バッテリーより大容量のバッテリーであることが要求される。大容量のバッテリーは、複数のバッテリーを直列および／または並列連結して構成できる。この時、複数のバッテリーは、並列連結された複数のバッテリーセルを含むことができる。

【0004】

一方、バッテリーに含まれるバッテリーセルの数が多くなれば、バッテリーセル自体の問題および／またはバッテリーセル間の連結問題によってバッテリーに欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）が発生することがある。例えば、バッテリーセル間の断線（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、短絡（ｓｈｏｒｔ）などの欠陥が発生することがある。バッテリーに欠陥が発生する場合、欠陥を速く診断及び修正し、バッテリーが搭載されるシステム（例えば、自動車、エネルギー貯蔵装置など）が正常に運用されるようにする必要がある。

【0005】

しかし、複数のバッテリーセルが並列に連結される場合、連結上の構造的な問題などによって、個別バッテリーセルのセル電圧などを直接測定（ｓｅｎｓｉｎｇ）することは容易ではない。即ち、バッテリーセル自体の欠陥を直接推定して、バッテリー全体の欠陥を診断することは難しい。

【0006】

また、バッテリー単位で直流内部抵抗（ＤＣＩＲ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を推定し、推定された直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）値を予め設定された（固定された）基準値と比較してバッテリーの欠陥を診断する技術は、バッテリー内に多数のバッテリーセルが同時に断線または短絡される場合には欠陥を検出することができないという制限がある。そして、経年劣化によって直流内部抵抗値が変化した程度を欠陥が発生したと誤診断する問題が発生しうる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたもので、並列連結された複数のバッテリーセルを含むバッテリーの状態を精密に診断することができるバッテリー診断方法、およびその方法を提供するバッテリーシステムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一特徴による、バッテリー診断装置は、バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流を測定する測定部、前記バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出される実測内部抵抗値および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト内部抵抗値を記憶する記憶部、そして前記診断時点ごとに、前記診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出し、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値を前記移動平均値に基づいて算出される基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する制御部を含み、前記制御部は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測内部抵抗値および前記テスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出する。

【0009】

前記基準値は、前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含むことができる。

【0010】

前記制御部は、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出し、前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出することができる。

【0011】

前記記憶部は、前記診断時点ごとに算出される実測標準偏差および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト標準偏差をさらに記憶し、前記制御部は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測標準偏差および前記テスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出することができる。

【0012】

前記制御部は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗が前記上限値を超過すれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断することができる。

【0013】

前記制御部は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断することができる。

【0014】

本発明の他の特徴によるバッテリーシステムは、複数のバッテリーセルを含むバッテリー、前記バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流を測定する測定部、前記バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出される実測内部抵抗値および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト内部抵抗値を記憶する記憶部、そして前記診断時点ごとに、前記診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出し、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値を前記移動平均値に基づいて算出される基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する制御部を含み、前記制御部は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測内部抵抗値および前記テスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出することができる。

【0015】

前記基準値は、前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含むことができる。

【0016】

前記制御部は、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出し、前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出することができる。

【0017】

前記記憶部は、前記診断時点ごとに算出される実測標準偏差および所定の基準によって決定される少なくとも一つのテスト標準偏差をさらに記憶し、前記制御部は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する前記実測標準偏差および前記テスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出することができる。

【0018】

前記制御部は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記上限値を超過すれば、前記複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断することができる。

【0019】

前記制御部は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、前記複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断することができる。

【0020】

本発明の他の特徴によるバッテリー診断方法は、バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流それぞれの測定値を収集する段階、前記バッテリーの欠陥を診断する所定の診断時点を基準にして所定の標本個数に対応する以前の複数の診断時点を抽出して標本集団を決定する段階、前記標本集団に属する複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測内部抵抗値の平均である移動平均値を算出し、前記移動平均値に基づいて前記バッテリーの欠陥を診断する基準である基準値を算出する段階、そして前記診断時点に対応する実測内部抵抗値を前記基準値と比較して前記バッテリーの欠陥を診断する段階を含み、前記基準値を算出する段階は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する実測内部抵抗値およびテスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出し、前記実測内部抵抗値は、前記診断時点ごとに前記バッテリー電圧および前記バッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて算出され、前記テスト内部抵抗値は、所定の基準によって決定される。

【0021】

前記基準値は、前記移動平均値より所定値が大きい上限値および前記移動平均値より所定値が小さい下限値を含むことができる。

【0022】

前記基準値を算出する段階は、前記複数の診断時点それぞれに対応する複数の実測標準偏差の平均である標準偏差平均値に所定の倍数をかけて誤差値を算出する段階、および前記移動平均値に前記誤差値をプラスして前記上限値を算出し、前記移動平均値から前記誤差値をマイナスして前記下限値を算出する段階をさらに含むことができる。

【0023】

前記基準値を算出する段階は、前記複数の診断時点が前記標本個数より小さければ、前記標本個数に対応する実測標準偏差およびテスト標準偏差に基づいて前記標準偏差平均値を算出し、前記実測標準偏差は、前記診断時点ごとに前記標本個数に対応する複数の実測内部抵抗値に基づいて算出され、前記テスト標準偏差は、所定の基準によって決定できる。

【0024】

前記基準値を算出する段階は、前記複数の診断時点が存在しなければ、前記標本個数に対応するテスト内部抵抗値に基づいて前記移動平均値を算出することができる。

【0025】

前記バッテリーの欠陥を診断する段階は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記上限値を超過すれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥が発生したことと診断することができる。

【0026】

前記バッテリーの欠陥を診断する段階は、前記診断時点ごとに算出される実測内部抵抗値が前記下限値未満であれば、前記バッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥が発生したことと診断することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明は、複数のバッテリーセルが並列連結される場合にも、バッテリーの欠陥を精密度高く診断することができる。

【0028】

本発明は、固定された基準値を使用してバッテリーの欠陥を診断する従来技術とは異なり、バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに、バッテリーの内部抵抗値の変化を反映する基準値を設定してバッテリーの欠陥を診断するため、バッテリーの老化による内部抵抗値の増加をバッテリーの欠陥と誤診断するか、一時的な内部抵抗値の増加をバッテリーの欠陥と誤診断する問題を予防することができる。

【0029】

本発明は、標本個数に対応する以前診断時点が存在しない場合にも、記憶部に予め記憶された複数の内部抵抗値および複数の標準偏差に基づいて基準値を算出することができるので、初期診断時点でも精密にバッテリーの欠陥を診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】一実施形態によるバッテリー診断装置を説明する図である。

【図2】他の実施形態によるバッテリーシステムを説明する図である。

【図3】複数の診断時点ごとに算出された移動平均値、上限値、および下限値を累積して表示した一例示図である。

【図4】実施形態によるバッテリー診断方法を説明するフローチャートである。

【図5】図４の標本集団決定段階（Ｓ２００）を詳細に説明するフローチャートである。

【図6】図４の基準値決定段階（Ｓ３００）を詳細に説明するフローチャートである。

【図7】図４の欠陥診断段階（Ｓ４００）を詳細に説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付された図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳しく説明するが、同一であるか類似の構成要素には同一、類似の図面番号を付与し、これに関する重複する説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞“モジュール”および／または“部”は明細書作成の容易さのみが考慮されて付与されるか混用されるものであって、それ自体で互いに区別される意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施形態を説明することにおいて、関連する公知技術に関する具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を不明にする可能性があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付された図面は本明細書に開示された実施形態を容易に理解することができるようにするためのものに過ぎず、添付された図面によって本明細書に開示された技術的思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むと理解されなければならない。

【0032】

第１、第２などのように序数を含む用語は多様な構成要素を説明することに使用できるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。

【0033】

ある構成要素が他の構成要素に“連結されて”いる、または、“接続されて”いると言及されたときは、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に“直接連結されて”いる、または、“直接接続されて”いると言及されたときは、中間に他の構成要素が存在しないと理解されなければならない。

【0034】

本出願で、“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されなければならない。

【0035】

図１は、一実施形態によるバッテリー診断装置を説明する図である。

【0036】

図１を参照すれば、バッテリー診断装置１は、測定部１１０、記憶部１３０、そして制御部１５０を含む。

【0037】

測定部１１０は、バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧およびバッテリーに流れる電流であるバッテリー電流などを測定することができる。バッテリー電圧およびバッテリー電流はバッテリーの内部抵抗を算出することに必要なバッテリーデータであり得る。例えば、内部抵抗は、直流内部抵抗（ＤＣＩＲ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を含むことができる。

【0038】

測定部１１０は、バッテリーの両端に電気的に連結されてバッテリー電圧を測定する電圧センサー（図示せず）、およびバッテリーと直列連結されてバッテリー電流を測定する電流センサー（図示せず）を含むことができる。例えば、測定部１１０は、バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとにバッテリー電圧およびバッテリー電流を測定し、測定結果を制御部１５０に伝達することができる。

【0039】

記憶部１３０は、バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに、バッテリー電圧およびバッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて制御部１５０が算出する内部抵抗値を記憶することができる。また、バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに、制御部１５０は、測定部１１０から受信したバッテリー電圧値およびバッテリー電流値を記憶部１３０に記憶することができる。

【0040】

例示的な一実施形態によれば、記憶部１３０は、所定の基準によって決定された複数のテスト診断時点それぞれに対応する内部抵抗値および標準偏差を記憶することができる。この時、テスト診断時点は、バッテリー１０の欠陥を診断するための実際診断時点でなくてもよい。テスト診断時点は、実験値などを含む理論的な診断時点であってもよい。具体的にテスト診断時点は、以下説明する標本集団を構成する標本個数より実測診断時点の個数が小さい場合、補充的に提供される診断時点であり得る。したがって、テスト診断時点は、以下説明する移動平均値（ＭＡ；Ｍｏｖｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ；Ｕｐｐｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ；Ｌｏｗｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を算出するために提供される内部抵抗値および標準偏差がマッピングされて記憶部１３０に記憶できる。

【0041】

制御部１５０は、予め設定された条件による診断時点（Ｎ）が到来すれば、移動平均値（ＭＡ）、移動平均値より所定値が大きい上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）、移動平均値より所定値が小さい下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）、そして診断時点（Ｎ）に対応する内部抵抗値を算出する。

【0042】

実施形態によって、バッテリーの充電が始まる時点またはバッテリーの放電が終了する時点がバッテリーの欠陥を診断する診断時点（Ｎ）であり得る。診断時点（Ｎ）が到来すれば、測定部１１０は、所定の期間、所定の周期でバッテリー電圧およびバッテリー電流それぞれを測定し、測定結果を制御部１５０に伝達することができる。

【0043】

まず、制御部１５０は、現在診断時点（Ｎ）を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、予め設定された標本個数（ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ、ＳＮ）に含まれる複数の診断時点を抽出して、標本集団を決定することができる。この時、標本個数（ＳＮ）は、標本集団に含まれる複数の診断時点の個数で、実験などに基づいて最適の個数として決定できる。標本集団は、母集団である過去複数の診断時点の部分集団で、以下説明する移動平均値（ＭＡ）および標準偏差平均値（σ＿ａｖｅ）などを算出するための集団であり得る。

【0044】

以下、表１は、複数の診断時点それぞれで算出された内部抵抗（ＤＣＩＲ）値、移動平均値（ＭＡ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）に関する一例示である。標本個数（ＳＮ）は、５であると仮定する。

【0045】

【表1】

【0046】

参照として、表１で最初診断時点（１）の移動平均値（ＭＡ）、標準偏差（σ）、標準偏差平均値（σ＿ａｖｅ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）は直接算出が難しいことがある（よって、表１で対応する値は空欄で表示される）。それだけでなく、最初診断時点（１）に隣接した診断時点（２、３、…）での移動平均値（ＭＡ）、標準偏差（σ）、標準偏差平均値（σ＿ａｖｅ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）も算出するための過去診断値がないか不足して直接算出が難しいことがある。この場合、実験によって平均的に算出される値を初期診断時点（１、２、３、…）での移動平均値（ＭＡ）、標準偏差（σ）、標準偏差平均値（σ＿ａｖｅ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）で代替することができる。以下の表２は、これに関する一例示である。

【0047】

【表2】

【0048】

表２で、第－５～第－１診断時点（－５、－４、－３、－２、－１）は先に説明したテスト診断時点であり得る。第－５～第－１診断時点それぞれに対応する内部抵抗値および標準偏差は実験的に算出されるか、同一性能の複数のバッテリーの内部抵抗値および標準偏差の平均値などで算出できる。

【0049】

前記表１に開示された診断時点は実測診断時点と定義し、実測診断時点に対応する内部抵抗値および標準偏差などは実測内部抵抗値および実測標準偏差で説明することができる。また、前記表２に開示されたテスト診断時点に対応する内部抵抗値および標準偏差などはテスト内部抵抗値およびテスト標準偏差で説明することができる。

【0050】

例えば、表１および表２を参照すれば、第１診断時点（１）では、標本個数（ＳＮ）に対応する以前の実測診断時点が存在しない。制御部１５０は、テスト診断時点である第－５～第－１診断時点（－５、－４、－３、－２、－１）それぞれに対応する複数のテスト内部抵抗値（２５、２７、２３、２４、２０）に基づいて移動平均値（ＭＡ１、２３．８）を算出することができる。また、制御部１５０は、テスト診断時点である第－５～第－１診断時点（－５、－４、－３、－２、－１）それぞれに対応する複数のテスト標準偏差（１．５６、１．６０、１．７０、１．６０、１．８２）に基づいて標準偏差平均値（σ１＿ａｖｅ、１．６５６）を算出することができる。

【0051】

他の例として、表１および表２を参照すれば、第３診断時点（３）では、標本個数（ＳＮ）に対応する以前の実測診断時点が不足する。前記表１には、第１診断時点および第２診断時点それぞれに対応する内部抵抗値および標準偏差値が開示されていないが、開示されていると仮定してみよう。先に説明した同様の方法で、制御部１５０は、テスト診断時点である第－３～第－１診断時点（－３、－２、－１）および実測診断時点である第１～第２診断時点（１、２）それぞれに対応する内部抵抗値および標準偏差値に基づいて移動平均値（ＭＡ３）および標準偏差平均値（σ３＿ａｖｅ）を算出することができる。

【0052】

以下、説明の便宜のために、表１に開示された実測診断時点、実測内部抵抗、実測標準偏差などは診断時点、内部抵抗、標準偏差などで説明することができる。但し、表１と表２を区別するために、表２に開示されたテスト診断時点の場合、内部抵抗、標準偏差などは、テスト内部抵抗、テスト標準偏差などとして記載される。

【0053】

表１を参照すれば、制御部１５０は、現在診断時点（Ｎ）を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、標本個数（ＳＮ）である５個に対応する第Ｎ－１診断時点、第Ｎ－２診断時点、第Ｎ－３診断時点、第Ｎ－４診断時点、および第Ｎ－５診断時点を抽出して、標本集団を決定することができる。

【0054】

制御部１５０は、複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）を抽出して標本集団を決定し、標本集団内に属する複数の診断時点それぞれで算出された内部抵抗値に基づいて欠陥診断に使用される基準値（以下説明する上限値および下限値）を決定することができる。そうすれば、バッテリーを長期間使用することによる老化程度および／または一時的な内部抵抗値の変動をバッテリーの欠陥と誤診断する問題を解決することができる。

【0055】

その次に、制御部１５０は、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれで算出された内部抵抗値に基づいて第Ｎ診断時点でバッテリーの欠陥を診断する基準値（上限値および下限値）を決定する。

【0056】

例示的な一実施形態によれば、制御部１５０は、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ）値を上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）と比較して、バッテリーの欠陥を診断する。例えば、表１を参照すれば、第Ｎ診断時点で、制御部１５０は、内部抵抗値（

【0057】

【数1】

【0058】

）、上限値（

【0059】

【数2】

【0060】

）および下限値（

【0061】

【数3】

【0062】

）を算出し、算出した内部抵抗値（

【0063】

【数4】

【0064】

）を上限値（

【0065】

【数5】

【0066】

）および下限値（

【0067】

【数6】

【0068】

）と比較してバッテリーの欠陥を診断する。この時、上限値（

【0069】

【数7】

【0070】

）および下限値（

【0071】

【数8】

【0072】

）を算出するために、移動平均値（

【0073】

【数9】

【0074】

）および標準偏差平均値（

【0075】

【数10】

【0076】

）が必要である。但し、標準偏差（

【0077】

【数11】

【0078】

）は、第Ｎ診断時点の欠陥診断時に必要な値ではないが、以後診断時点（Ｎ＋１、Ｎ＋２、…）の欠陥診断時に必要であるので、第Ｎ診断時点で算出されて記憶部１３０に記憶できる。以下、表１の第Ｎ診断時点で制御部１５０が算出する内部抵抗値（

【0079】

【数12】

【0080】

）、移動平均値（

【0081】

【数13】

【0082】

）、標準偏差（

【0083】

【数14】

【0084】

）、標準偏差平均値（

【0085】

【数15】

【0086】

）、上限値（

【0087】

【数16】

【0088】

）および下限値（

【0089】

【数17】

【0090】

）を説明する。

【0091】

制御部１５０は、バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流に基づいて第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を算出することができる。例えば、下記式（１）によって、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ、

【0092】

【数18】

【0093】

）値は算出できる。

【0094】

【数19】

【0095】

例えば、制御部１５０は、充電が始まる第１時点に対応するバッテリー電圧（Ｖ１）および第１時点から所定の時間が経過した第２時点に対応するバッテリー電圧（Ｖ２）間の電圧差（ΔＶ＝｜Ｖ１－Ｖ２｜）を算出することができる。制御部１５０は、バッテリーに流れる充電電流（Ｉ）および電圧差（ΔＶ）に基づいて内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を算出することができる。例えば、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値は３０Ωとして算出されると仮定する。

【0096】

制御部１５０は、前記表１を参照すれば、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の内部抵抗値（２３Ω、２４Ω、２０Ω、２１Ω、２３Ω）を平均（２３Ω＋２４Ω＋２０Ω＋２１Ω＋２３Ω／５＝２２．２Ω）して診断時点（Ｎ）に対応する移動平均値（ＭＡ_Ｎ、

【0097】

【数20】

【0098】

）を算出することができる。即ち、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値は２２．２Ωであってもよい。

【0099】

【数21】

【0100】

制御部１５０は、下記表３を参照すれば、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する内部抵抗値（ＤＣＩＲ）および移動平均値（ＭＡ）に基づいて診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差（

【0101】

【数22】

【0102】

）を算出することができる。

【0103】

【表3】

【0104】

先に説明したように、診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差（

【0105】

【数23】

【0106】

）は、第Ｎ診断時点の欠陥診断時に必要な値ではないが、以後診断時点（Ｎ＋１、Ｎ＋２、…）の欠陥診断時に必要である。したがって、診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差（

【0107】

【数24】

【0108】

）は、第Ｎ診断時点で算出されて記憶部１３０に記憶できる。

【0109】

制御部１５０は、下記表４を参照すれば、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の標準偏差（σ_Ｎ－５、σ_Ｎ－４、σ_Ｎ－３、σ_Ｎ－２、σ_Ｎ－１）に基づいて診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差平均値（

【0110】

【数25】

【0111】

）を算出することができる。

【0112】

【表4】

【0113】

制御部１５０は、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）より所定値が大きい上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および移動平均値（ＭＡ）より所定値が小さい下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。例示的な実施形態によれば、制御部１５０は、標準偏差平均値（

【0114】

【数26】

【0115】

）に所定の第１倍数をかけた第１誤差値を算出し、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）に第１誤差値をプラス演算して上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。また、制御部１５０は、標準偏差平均値（

【0116】

【数27】

【0117】

）に所定の第２倍数をかけた第２誤差値を算出し、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）から第２誤差値をマイナス演算して下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。この場合、第１倍数および第２倍数は同一であってもよいが、これに限定されず、多様な倍数で算定できる。

【0118】

例示的な一実施形態によれば、制御部１５０は、標本集団の標準偏差の平均である標準偏差平均値（

【0119】

【数28】

【0120】

）と所定の倍数（Ｑ）をかけて誤差値（

【0121】

【数29】

【0122】

）を算出することができる。この場合、倍数（Ｑ）は、所定の誤差を反映するための値で、実験によって多様な値に決定できる。例えば、倍数（Ｑ）は、自然数３と仮定する。

【0123】

制御部１５０は、下記式（３）のように、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）に誤差値（（

【0124】

【数30】

【0125】

）をプラス計算して上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）２７．３を算出することができる。また、制御部１５０は、下記式（４）のように、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）から誤差値（

【0126】

【数31】

【0127】

）をマイナス計算して下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）１７．１を算出することができる。

【0128】

【数32】

【0129】

その次に、制御部１５０は第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を第Ｎ診断時点に対応する上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）と比較してバッテリーの欠陥を診断することができる。

【0130】

例示的な一実施形態によれば、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を超過すれば、制御部１５０はバッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ、ＤＤ）が発生したことと診断することができる。内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）未満であれば、制御部１５０はバッテリーに含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥（ｓｈｏｒｔ ｄｅｆｅｃｔ、ＳＤ）が発生したことと診断することができる。即ち、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以上上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以下に対応する正常範囲外であれば、制御部１５０はバッテリーに欠陥（断線欠陥または短絡欠陥）が発生したことと診断することができる。また、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が正常範囲内であれば、制御部１５０はバッテリーの状態を正常と診断することができる。

【0131】

例えば、先に表１および表４、そして式（１）～式（４）を通じて説明したように、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ）、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）それぞれは、３０（Ω）、２７．３、１７．１として算出できる。この場合、制御部１５０は内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ＝３０）が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ＝２７．３）を超過することを根拠にして、バッテリーの欠陥（断線、ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ）を診断することができる。

【0132】

図２は、他の実施形態によるバッテリーシステムを説明する図である。

【0133】

図２を参照すれば、バッテリーシステム２は、バッテリー１０、リレー２０、電流センサー３０、そしてバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＢＭＳ）４０を含む。

【0134】

バッテリー１０は、直列および／または並列連結された複数のバッテリーセルを含むことができる。図２では、並列連結された３個のバッテリーセルが示されているが、これに限定されるのではなく、バッテリー１０は、直列および／または並列連結された多様な個数のバッテリーセルを含むことができる。ある実施形態で、バッテリーセルは充電可能な二次電池であってもよい。また、
例えば、バッテリー１０は、所定個数のバッテリーセルが並列連結されてバッテリーバンク（ｂａｔｔｅｒｙ ｂａｎｋ）を構成し、所定個数のバッテリーバンクが直列連結されてバッテリーパック（ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｃｋ）を構成して、所望の電力を外部装置に供給することができる。他の例として、バッテリー１０は、所定個数のバッテリーセルが並列連結されてバッテリーバンク（ｂａｔｔｅｒｙ ｂａｎｋ）を構成し、所定個数のバッテリーバンクが並列連結されてバッテリーパック（ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｃｋ）を構成して、所望の電力を外部装置に供給することができる。しかし、このような連結に限定されるのではなく、バッテリー１０は、直列および／または並列連結された複数のバッテリーセルを含むバッテリーバンクを複数個含み、複数のバッテリーバンクも直列および／または並列連結できる。

【0135】

図２では、バッテリー１０は、バッテリーシステム２の二つの出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の間に連結されている。また、バッテリーシステム２の正極と第１出力端ＯＵＴ１の間にリレー２０が連結されており、バッテリーシステム２の負極と第２出力端ＯＵＴ２の間に電流センサー３０が連結されている。図２に示された構成および構成間の連結関係は一例で、発明がこれに限定されるのではない。

【0136】

リレー２０は、バッテリーシステム２と外部装置間の電気的連結を制御する。リレー２０がオンされれば、バッテリーシステム２と外部装置が電気的に連結されて充電または放電が行われ、リレー２０がオフされれば、バッテリーシステム２と外部装置が電気的に分離される。この時、外部装置はバッテリー１０に電力を供給して充電する充電サイクルでは充電器であり、バッテリー１０が外部装置に電力を放電する放電サイクルでは負荷であってもよい。

【0137】

電流センサー３０はバッテリー１０と外部装置間電流経路に直列連結されている。電流センサー３０はバッテリー１０に流れるバッテリー電流、即ち、充電電流および放電電流を測定し、測定結果をＢＭＳ４０に伝達することができる。

【0138】

ＢＭＳ４０は、測定部４１、記憶部４３、制御部４５を含む。図１に示されたバッテリー診断装置１は図２に示されたＢＭＳ４０に対応することができる。具体的に説明すれば、バッテリー診断装置１の測定部１１０、記憶部１３０、制御部１５０それぞれが果たす機能はＢＭＳ４０の測定部４１、記憶部４３、および制御部４５それぞれが果たす機能に対応できる。例えば、バッテリー診断装置１はバッテリーシステム１と別個に構成できる。他の例として、図２のように、バッテリーシステム１で、ＢＭＳ４０がバッテリー診断装置１の機能を果たすことができる。

【0139】

測定部４１はバッテリー１０の両端に電気的に連結されて、バッテリー電流およびバッテリー電圧を測定することができる。例えば、測定部４１はバッテリー１０をモニタリングし、バッテリー１０の状態に対応するバッテリーデータ（電圧、電流など）を測定するＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で実現できる。

【0140】

例えば、測定部４１は、バッテリー１０の両端電圧値をセンシングしてバッテリー電圧を収集することができる。測定部４１は、電流センサー３０からバッテリー電流値を受信することができる。測定部４１は、バッテリー電圧値およびバッテリー電流値を制御部１５０に伝達することができる。

【0141】

記憶部４３は、バッテリー１０の欠陥を診断する診断時点ごとに、バッテリー電圧およびバッテリー電流のうちの少なくとも一つに基づいて制御部４５によって算出される内部抵抗値を記憶することができる。また、制御部４５は、バッテリーの欠陥を診断する診断時点ごとに、測定部４１から受信したバッテリー電圧値およびバッテリー電流値を記憶部４３に記憶することができる。

【0142】

例示的な一実施形態によれば、記憶部４３は、所定の基準によって決定された複数のテスト診断時点それぞれに対応する内部抵抗値および標準偏差を記憶することができる。この時、テスト診断時点は、バッテリー１０の欠陥を診断するための実際診断時点でなくてもよい。テスト診断時点は、実験値などを含む理論的な診断時点であってもよい。具体的にテスト診断時点は、以下説明する標本集団を構成する標本個数より実測診断時点の個数が小さい場合、補充的に提供される診断時点であり得る。したがって、テスト診断時点は、以下説明する移動平均値（ＭＡ；Ｍｏｖｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ；Ｕｐｐｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ；Ｌｏｗｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を算出するために提供される内部抵抗値および標準偏差がマッピングされて記憶部１３０に記憶できる。

【0143】

制御部４５は、予め設定された条件による診断時点（Ｎ）が到来すれば、移動平均値（ＭＡ_Ｎ；Ｍｏｖｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ）、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ；Ｕｐｐｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ；Ｌｏｗｅｒ Ｂａｎｄ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、そして診断時点（Ｎ）に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を算出する。そして、制御部４５は、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）と比較して、バッテリー１０の状態を診断することができる。

【0144】

まず、制御部４５は、診断時点（Ｎ）を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、予め設定された標本個数（ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ、ＳＮ）に含まれる複数の診断時点を抽出して、標本集団を決定することができる。この時、標本個数（ＳＮ）は、標本集団に含まれる複数の診断時点の個数で、実験などに基づいて最適な個数に決定できる。標本集団は、母集団である過去複数の診断時点の部分集団で、以下説明する移動平均値（ＭＡ）および標準偏差平均値（σ＿ａｖｅ）などを算出するための集団であり得る。

【0145】

例えば、標本個数（ＳＮ）は５である場合と仮定しよう。前記表１で、制御部４５は、現在の診断時点（Ｎ）を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、標本個数（ＳＮ）である５個に対応する第Ｎ－１診断時点、第Ｎ－２診断時点、第Ｎ－３診断時点、第Ｎ－４診断時点、および第Ｎ－５診断時点を抽出して、標本集団を決定することができる。

【0146】

例示的な一実施形態によれば、現在診断時点（Ｎ）以前の診断時点の個数が標本個数（ＳＮ）より小さい場合、制御部４５は、テスト診断時点を標本集団に追加することができる。例えば、現在診断時点（Ｎ）以前の実測診断時点の個数が３個である場合、制御部４５は、所定のテスト診断時点二つを標本集団に追加することができる。他の例として、現在診断時点（Ｎ）以前の実測診断時点の個数が３個である場合、制御部４５は、所定のテスト診断時点のみで標本集団を構成することができる。即ち、実測診断時点が標本個数に対応しなければ、制御部４５は、実測診断時点とテスト診断時点で標本集団を構成するか、テスト診断時点のみで標本集団を構成することができる。

【0147】

制御部４５は、標本集団に含まれている複数の診断時点に対応する複数の内部抵抗値の平均である移動平均値（ＭＡ_Ｎ）を算出することができる。例えば、前記表１および上記式（２）を参照すれば、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の内部抵抗値（２３Ω、２４Ω、２０Ω、２１Ω、２３Ω）を平均して診断時点（Ｎ）に対応する移動平均値（ＭＡ_Ｎ）２２．２を算出することができる。

【0148】

制御部４５は、例えば、前記表１および前記表４を参照すれば、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する標準偏差（σ_Ｎ－５、σ_Ｎ－４、σ_Ｎ－３、σ_Ｎ－２、σ_Ｎ－１）に基づいて診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差平均値（

【0149】

【数33】

【0150】

）を算出することができる。

【0151】

制御部４５は、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれで算出された内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ）に基づいて現在診断時点（Ｎ）、即ち、第Ｎ診断時点でバッテリーの欠陥を診断する基準値である上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を決定する。

【0152】

制御部４５は、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）より所定値が大きい上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および移動平均値（ＭＡ）より所定値が小さい下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。実施形態によって、制御部４５は、標準偏差平均値（

【0153】

【数34】

【0154】

）に所定の第１倍数をかけて第１誤差値を算出し、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）に第１誤差値をプラスして上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。また、制御部４５は、標準偏差平均値（

【0155】

【数35】

【0156】

）に所定の第２倍数をかけて第２誤差値を算出し、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）から第２誤差値をマイナス演算して下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。この時、第１倍数および第２倍数は同一であってもよいが、これに限定されず、多様な倍数で算定できる。

【0157】

例示的な一実施形態によれば、制御部４５は、標本集団の標準偏差の平均である標準偏差平均値（

【0158】

【数36】

【0159】

）と所定の倍数（Ｑ）をかけて誤差値（

【0160】

【数37】

【0161】

）を算出することができる。例えば、倍数（Ｑ）は、自然数３と仮定する。制御部４５は前記式（３）のように、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）に誤差値（（

【0162】

【数38】

【0163】

）をプラス演算して上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）２７．３を算出することができる。また、制御部４５は、前記式（４）のように、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）から誤差値（

【0164】

【数39】

【0165】

）をマイナス演算して下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）１７．１を算出することができる。この時、倍数（Ｑ）は、所定の誤差を反映するための値で、実験によって多様な値に決定できる。

【0166】

その次に、制御部４５は、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を第Ｎ診断時点に対応する上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）と比較してバッテリー１０の欠陥を診断することができる。

【0167】

例示的な一実施形態によれば、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を超過すれば、制御部４５は、バッテリー１０に含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ、ＤＤ）が発生したことと診断することができる。内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）未満であれば、制御部４５は、バッテリー１０に含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥（ｓｈｏｒｔ ｄｅｆｅｃｔ、ＳＤ）が発生したことと診断することができる。即ち、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以上上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以下に対応する正常範囲外であれば、制御部４５は、バッテリー１０に欠陥（断線欠陥または短絡欠陥）が発生したことと診断することができる。また、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が正常範囲内であれば、制御部４５は、バッテリー１０の状態を正常と診断することができる。

【0168】

例えば、先に表１および表４、そして式（１）～式（４）を通じて説明したように、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ）、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）それぞれは、３０（Ω）、２７．３、１７．１として算出できる。この場合、制御部４５は、内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ＝３０）が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ＝２７．３）を超過することを根拠にして、バッテリー１０の欠陥（断線、ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ）を診断することができる。

【0169】

図３は、複数の診断時点ごとに算出された移動平均値、上限値、および下限値を累積して表示した一例示図である。

【0170】

以下、図１～図３、表１、および表４に基づいて、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）、および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出する一例示を説明する。

【0171】

図３を参照すれば、ＢＭＳ４０は、所定の診断時点（Ｎ）と類似の環境にありながら同時に診断時点（Ｎ）と隣接した複数の診断時点を抽出して標本集団を決定することができる。ＢＭＳ４０は、標本集団に属する複数の内部抵抗値の平均である移動平均値（ＭＡ_Ｎ）および複数の標準偏差の平均である標準偏差平均値（

【0172】

【数40】

【0173】

）に基づいて、診断時点（Ｎ）に対応する上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出することができる。

【0174】

例示的な一実施形態によれば、先ずＢＭＳ４０は、所定の診断時点（Ｎ）を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、標本個数（ＳＮ）である５個に対応する第Ｎ－１診断時点、第Ｎ－２診断時点、第Ｎ－３診断時点、第Ｎ－４診断時点、および第Ｎ－５診断時点を抽出することができる。

【0175】

その次に、ＢＭＳ４０は、抽出した複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の内部抵抗値（２３Ω、２４Ω、２０Ω、２１Ω、２３Ω）を平均して診断時点（Ｎ）に対応する移動平均値（２３Ω＋２４Ω＋２０Ω＋２１Ω＋２３Ω）／５＝２２．２Ωを算出することができる。

【0176】

先に説明した表４、式（３）、式（４）を通じて、ＢＭＳ４０は、上限値（２７．３）および下限値（１７．１）を算出することができる。

【0177】

その次に、ＢＭＳ４０は、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）と比較してバッテリー１０の欠陥を診断することができる。この時、例えば、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）は３０Ωと仮定しよう。ＢＭＳ４０は、内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ＝３０）が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ＝２７．３）を超過することを根拠にして、バッテリーの欠陥（断線、ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ）を診断することができる。

【0178】

図３に示された内部抵抗バンド（ＤＣＩＲ Ｂａｎｄ）は、複数の診断時点ごとに算出される移動平均（ＭＡ）、上限値（ＵＢ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ＿Ｔｈ）を連結して導出できる。内部抵抗バンド（ＤＣＩＲ Ｂａｎｄ）は、バッテリー１０を使用するにつれて変わる内部抵抗値の傾向を示すことができる。

【0179】

図３で、Ａ区間に対応する診断時点では、以前診断時点が存在しないか標本個数に対応する以前診断時点が不足することがある。先に説明した通り、この場合、標本個数（ＳＮ）に不足した実測診断時点の個数をテスト診断時点で満たすことができる。

【0180】

図４は実施形態によるバッテリー診断方法を説明するフローチャートであり、図５は図４の標本集団決定段階（Ｓ２００）を詳細に説明するフローチャートであり、図６は図４の基準値決定段階（Ｓ３００）を詳細に説明するフローチャートであり、図７は図４の欠陥診断段階（Ｓ４００）を詳細に説明するフローチャートである。

【0181】

以下、図１～図７を参照して、バッテリー診断方法、その方法を提供するバッテリー診断装置およびバッテリーシステムを説明する。以下、説明するバッテリーシステム２で行われるバッテリー診断方法は、バッテリー診断装置１でも同一に適用できる。

【0182】

まず、ＢＭＳ４０は、バッテリーデータを収集する（Ｓ１００）。この時、バッテリーデータは、バッテリー１０の両端電圧であるバッテリー電圧およびバッテリー１０に流れる電流であるバッテリー電流を含むことができる。

【0183】

例えば、バッテリー電圧およびバッテリー電流はバッテリーの内部抵抗（ＤＣＩＲ；Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を算出することに必要なバッテリーデータであり得る。

【0184】

その次に、ＢＭＳ４０は、所定の診断時点（Ｎ）に隣接した複数の診断時点を抽出して、標本集団を決定する（Ｓ２００）。

【0185】

ＢＭＳ４０は、所定の診断時点（Ｎ）、即ち、第Ｎ診断時点を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、予め設定された標本個数（ＳＮ）に対応する複数の診断時点を抽出して標本集団を決定することができる。

【0186】

Ｓ２００段階で、図５を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本個数（ＳＮ）に対応する実測診断時点の存在有無を判断する（Ｓ２１０）。

【0187】

Ｓ２１０における判断結果が yes であれば、ＢＭＳ４０は、標本個数に対応する実測診断時点に対応するデータを抽出し、標本集団を決定する（Ｓ２２０、Ｓ２４０）。

【0188】

例えば、標本個数（ＳＮ）は５である場合と仮定しよう。前記表１で、ＢＭＳ４０は、第Ｎ診断時点を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、標本個数（ＳＮ）である５個に対応する第Ｎ－１診断時点、第Ｎ－２診断時点、第Ｎ－３診断時点、第Ｎ－４診断時点、および第Ｎ－５診断時点を抽出して、標本集団を決定することができる。

【0189】

Ｓ２１０における判断結果が no であれば、ＢＭＳ４０は、テスト診断時点および実測診断時点に対応するデータを記憶部４３から抽出し、標本集団を決定する（Ｓ２３０、Ｓ２４０）。

【0190】

例えば、標本個数（ＳＮ）は５である場合と仮定しよう。前記表１で、ＢＭＳ４０は、第Ｎ診断時点を基準にして以前診断時点方向に診断時点をカウントする時、標本個数（ＳＮ）である５個に対応する診断時点が存在しない場合、ＢＭＳ４０は、表２のテスト診断時点を抽出して標本集団を決定することができる。

【0191】

例えば、表１および表２を参照すれば、第１診断時点１では、標本個数（ＳＮ）に対応する以前の実測診断時点が存在しない。制御部１５０は、テスト診断時点である第－５～第－１診断時点（－５、－４、－３、－２、－１）を抽出して標本集団を決定することができる。

【0192】

他の例として、表１および表２を参照すれば、第３診断時点３では、標本個数（ＳＮ）に対応する以前の実測診断時点が不足する。制御部１５０は、テスト診断時点である第－３～第－１診断時点（－３、－２、－１）および実測診断時点である第１～第２診断時点（１、２）を抽出して標本集団を決定することができる。

【0193】

その次に、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０の欠陥診断の基準値を決定する（Ｓ３００）。例示的な一実施形態によれば、基準値は上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を含むことができる。

【0194】

Ｓ３００段階で、図６を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本集団に属する複数の診断時点それぞれに対応する内部抵抗値を平均して標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ）を算出する（Ｓ３１０）。

【0195】

前記表１および前記式（２）を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の内部抵抗値（２３Ω、２４Ω、２０Ω、２１Ω、２３Ω）を平均して診断時点（Ｎ）に対応する移動平均値（ＭＡ_Ｎ）２２．２を算出することができる。

【0196】

Ｓ３００段階で、ＢＭＳ４０は、標本集団の標準偏差平均値（

【0197】

【数41】

【0198】

）に基づいて誤差値（Ｅ）を算出する（Ｓ３２０）。

【0199】

例えば、標本集団の標準偏差平均値（

【0200】

【数42】

【0201】

）は、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の標準偏差（σ_Ｎ－５、σ_Ｎ－４、σ_Ｎ－３、σ_Ｎ－２、σ_Ｎ－１）を平均して算出できる。

【0202】

前記表１および前記表３を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本集団に属する複数の診断時点（Ｎ－５、Ｎ－４、Ｎ－３、Ｎ－２、Ｎ－１）それぞれに対応する複数の標準偏差（σ_Ｎ－５、σ_Ｎ－４、σ_Ｎ－３、σ_Ｎ－２、σ_Ｎ－１）に基づいて第Ｎ診断時点（Ｎ）に対応する標準偏差平均値（

【0203】

【数43】

【0204】

）を算出することができる。また、ＢＭＳ４０は、標準偏差平均値（

【0205】

【数44】

【0206】

）と所定の倍数（Ｑ）をかけて誤差値（

【0207】

【数45】

【0208】

）を算出することができる。この時、倍数（Ｑ）は、所定の誤差を反映するための値で、実験によって多様な値に決定できる。例えば、倍数（Ｑ）は、自然数３と仮定する。

【0209】

Ｓ３００段階で、ＢＭＳ４０は、移動平均値（ＭＡ_Ｎ）および誤差値（（Ｅ）に基づいて、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を算出する（Ｓ３３０）。

【0210】

前記式（３）を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）に誤差値（

【0211】

【数46】

【0212】

）をプラス演算して上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）２７．３を算出することができる。また、前記式（４）を参照すれば、ＢＭＳ４０は、標本集団の移動平均値（ＭＡ_Ｎ＝２２．２）から誤差値（

【0213】

【数47】

【0214】

）をマイナス計算して下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）１７．１を算出することができる。

【0215】

その次に、ＢＭＳ４０は、診断時点（Ｎ）に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を診断時点（Ｎ）に対応する上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）および下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）と比較してバッテリー１０の欠陥を診断する（Ｓ４００）。

【0216】

ＢＭＳ４０は、バッテリーの両端電圧であるバッテリー電圧および前記バッテリーに流れる電流であるバッテリー電流に基づいて第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を算出することができる。また、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値はＳ２００段階またはＳ３００段階で算出でき、診断時点であるＳ４００段階以前に算出されるものであれば算出される時点が制限されない。

【0217】

例えば、ＢＭＳ４０は、充電が始まる第１時点に対応するバッテリー電圧（Ｖ１）および第１時点から所定の時間が経過した第２時点に対応するバッテリー電圧（Ｖ２）間の電圧差（ΔＶ＝｜Ｖ１－Ｖ２｜）を算出することができる。ＢＭＳ４０は、バッテリー１０に流れる充電電流（Ｉ）および電圧差（ΔＶ）に基づいて内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値を算出することができる。例えば、第Ｎ診断時点に対応する内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値は３０Ωとして算出されると仮定する。

【0218】

Ｓ４００段階で、図７を参照すれば、ＢＭＳ４０は、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）を超過するかどうかを判断する（Ｓ４１０）。

【0219】

Ｓ４００段階で、Ｓ４１０段階における判断結果が yes であれば、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０に含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに断線欠陥（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ）が発生したことと診断する（Ｓ４２０）。

【0220】

例えば、並列連結されている複数のバッテリーセルのうちの一部バッテリーセルの並列連結が切れれば、バッテリー１０の内部抵抗値が増加することになる。

【0221】

Ｓ４００段階で、判断結果、超過しなければ（Ｓ４１０、Ｎｏ）、ＢＭＳ４０は、内部抵抗値（ＤＣＩＲ_Ｎ）が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）未満であるかどうかを判断する（Ｓ４３０）。

【0222】

Ｓ４００段階で、Ｓ４３０段階における判断結果が yes であれば、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０に含まれている複数のバッテリーセルのうちの少なくとも一つに短絡欠陥（ｓｈｏｒｔ ｄｅｆｅｃｔ）が発生したことと診断する（Ｓ４４０）。

【0223】

例えば、並列連結されている複数のバッテリーセルのうちの一部バッテリーセル同士が互いに接触（ｓｈｏｒｔ）すれば、バッテリー１０の全体抵抗である内部抵抗値が減少することになる。

【0224】

Ｓ４００段階で、判断結果、以上であれば（Ｓ４３０、Ｎｏ）、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０の状態を正常と診断する（Ｓ４５０）。

【0225】

内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が下限値（ＬＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以上、上限値（ＵＢ_Ｎ＿Ｔｈ）以下に対応する正常範囲外であれば、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０の状態を欠陥（断線欠陥または短絡欠陥）と診断することができる。また、内部抵抗（ＤＣＩＲ_Ｎ）値が正常範囲内であれば、ＢＭＳ４０は、バッテリー１０の状態を正常と診断することができる。

【0226】

以上で本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるのではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者が多様に変形および改良した形態も本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0227】

１ バッテリー診断装置
２ バッテリーシステム
１０ バッテリー
２０ リレー
３０ 電流センサー
４０ バッテリー管理システム
４１ 測定部
４３ 記憶部
４５ 制御部
１１０ 測定部
１３０ 記憶部
１５０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】