JP6958412B2

JP6958412B2 - 二次電池の異常判定装置

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Publication number: JP6958412B2
Application number: JP2018024388A
Authority: JP
Inventors: 信雄山本; 山田　一郎; 周平吉田; 中村　雅也; 武彦山木; 広康鈴木; 克樹林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2038-02-14
Also published as: JP2019138852A; EP3754351A1; US11340277B2; EP3754351A4; US20200371145A1; WO2019159584A1; CN111712715A; ES2971607T3; CN111712715B; EP3754351B1

Description

本発明は、二次電池の異常判定装置に関する。

従来、二次電池の異常を高精度に判定することが求められている。例えば、特許文献１には、ニッケル水素電池の異常を判定する装置であって、周波数の異なる２以上の複素インピーダンスの直線又は近似直線の傾き角度を検出して、かかる傾きから当該電池の異常を判定する装置が開示されている。

特許第５８７３１１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の装置では、二次電池の複素インピーダンスを検出するための比較的高価な特別な装置を要するためコストが高いとともに、複素インピーダンスの検出に比較的時間がかかるという問題がある。そのため、簡易な構成で低コストで且つ短時間で高精度な異常判定を実現するには改善の余地がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、簡易な構成で低コストでかつ短時間で異常の判定が可能な二次電池の異常判定装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、二次電池（２）の異常判定装置（１）であって、
上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記二次電池の充放電反応において負極（２１）の反応抵抗が支配的となる負極反応抵抗支配領域における内部抵抗（Ｒ）を算出する内部抵抗算出部（７１）と、
上記二次電池における正極の容量と負極の容量とのバランスが異常か否かを判定するための基準である容量バランス閾値としての内部抵抗（Ｒ１）が記憶された閾値記憶部（６１）と、
上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記内部抵抗算出部により検出された内部抵抗と、上記閾値記憶部に記憶された容量バランス閾値とを比較する容量バランス比較部（７２）と、
上記容量バランス比較部の比較結果に基づいて、上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記二次電池における容量バランスの異常を判定する異常判定部（７３）と、
を備える二次電池の異常判定装置にある。

二次電池における容量バランスの異常が生じる主要な原因に一つとして負極活物質に設けられている放電可能な予備容量の消失があげられる。そして、当該予備容量が消失すると負極反応抵抗支配領域における内部抵抗が変化する。上記二次電池の異常判定装置においては、容量バランス比較部において、内部抵抗算出部により算出した負極反応抵抗支配領域における内部抵抗と閾値記憶部に記憶された容量バランス閾値とを比較し、異常判定部がその比較結果に基づいて二次電池における容量バランスの異常を判定するように構成されている。これにより、当該異常判定装置では負極反応抵抗支配領域における内部抵抗を検出して容量バランスの異常を判定することができるため、複素インピーダンスを検出する場合に比べて短時間で高精度に異常の判定をすることを可能にしている。そして、当該異常判定装置は、複素インピーダンスを検出するための高価な装置を要せず、比較的簡易な構成とすることができるため、低コスト化が図られる。

以上のごとく、本発明によれば、簡易な構成で低コストでかつ短時間で異常の判定が可能な二次電池の異常判定装置を提供することができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、二次電池の異常判定装置の構成を示すブロック図。実施形態１における、容量バランスが正常である状態を示す概念図（ａ）、容量バランスが異常である状態を示す概念図（ｂ）、メモリ効果が発生している状態を示す概念図（ｃ）。実施形態１における、負極ＳＯＣと負極抵抗との関係を示す概念図。実施形態１における、印加電流と印加電圧との関係を示す概念図。実施形態１における、二次電池の異常を推定する工程を示すフロー図。実施形態２における、二次電池の異常判定装置の構成を示すブロック図。実施形態２における、負極ＳＯＣと負極抵抗との関係を示す概念図（ａ）、その一部拡大図（ｂ）。実施形態２における、二次電池の異常を推定する工程を示すフロー図。変形形態１における、二次電池の異常を推定する工程を示すフロー図。実施形態３における、二次電池の異常判定装置の構成を示すブロック図。実施形態３における、温度と反応抵抗との関係を示す概念図。実施形態３における、二次電池の異常を推定する工程を示すフロー図。

（実施形態１）
上記二次電池の異常判定装置の実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の異常判定装置１は、二次電池２の異常判定装置１であって、内部抵抗算出部７１、閾値記憶部６１、容量バランス比較部７２及び異常判定部７３を備える。
内部抵抗算出部７１は、二次電池２の充放電反応において負極２１の反応抵抗が支配的となる負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒを検出する。
閾値記憶部６１は、二次電池２における正極２２の容量と負極２１の容量とのバランスの異常を判定するための基準値である容量バランス閾値が記憶されている。
容量バランス比較部７２は、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒと、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値とを比較する。
異常判定部７３は、容量バランス比較部７２の比較結果に基づいて、二次電池２における容量バランスの異常を判定する。

以下、本実施形態の異常判定装置１について、詳述する。
図１に示す二次電池２は、ニッケル水素電池である。本実施形態では、二次電池２は水素吸蔵合金からなる負極２１と、オキソ水酸化ニッケル（NiO(OH)）からなる正極２２とが電槽内に設けられて電池セルを構成したものである。

図１に示すように、異常判定装置１は、検出部４、格納部５、記憶部６、演算部７及び制御部８を備える。
検出部４は二次電池２に接続されている。図１に示すように、検出部４は電流値検出部４１、電圧値検出部４２を備える。電流値検出部４１は所定の電流計からなり、二次電池２に印加された電流値を取得する。電圧値検出部４２は所定の電圧計からなり、二次電池２に印加された電圧値を検出する。

図１に示す格納部５は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、電流値格納部５１、電圧値格納部５２を備える。電流値格納部５１には電流値検出部４１が検出した電流値が格納され、電圧値格納部５２には電圧値検出部４２が検出した電圧値が格納される。

図１に示す記憶部６は不揮発性のメモリからなり、閾値記憶部６１を備える。閾値記憶部６１は二次電池における正極の容量と負極の容量とのバランスが異常か否かを判定するための基準である容量バランス閾値が記憶されている。ここで、図２（ａ）に示すように、二次電池２の電池容量は正極の容量である正極ＳＯＣと負極の容量である負極ＳＯＣとが重なる領域として示すことができる。そして、図２（ｂ）に示すように、負極２１における負極活物質に設けられている放電可能な予備容量の消失によって正極ＳＯＣに対する負極ＳＯＣのずれが生じると、両者が重なる範囲は狭くなる。このように正極ＳＯＣと負極ＳＯＣとの相対的なずれである容量バランスの異常が生じると電池容量が減少することとなる。ニッケル水素電池では、負極２１の負極活物質中に吸蔵された水素が電槽の外部に放出されるなどして反応系から消失する水素抜けが発生することにより負極活物質に設けられている放電可能な予備容量の消失が生じ、図２（ｂ）に示すように負極ＳＯＣのずれが生じて容量バランスの異常が生じる。

閾値記憶部６１に記憶される容量バランス閾値は負極２１の構成に応じて適宜決定することができ、本実施形態では、上記基準となる負極２１の抵抗を表す情報が設定されている。なお、容量バランス閾値の形態は特に限定されず、例えば、算出式、マップ、グラフ、表などの形態とすることができる。容量バランス閾値は、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って分解調査して得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いて負極の容量変化を論理的に導き出す算出式により作成することができる。なお、閾値記憶部６１には、複数の容量バランス閾値が記憶されていてもよい。

本実施形態では、図３に示すように、容量バランス閾値としての内部抵抗Ｒ１は、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って分解調査して得られた負極ＳＯＣと負極２１の抵抗との対応関係を示すグラフにおいて、所定の抵抗値として設定されている。

図１に示す演算部７は所定の演算装置からなり、内部抵抗算出部７１、容量バランス比較部７２、異常判定部７３を備える。内部抵抗算出部７１は、電流値検出部４１が検出した電流値と電圧値検出部４２が検出した電圧値とに基づいて、二次電池２の内部抵抗Ｒを算出する。

ここで、二次電池２の電池電圧の低下の要因となる内部抵抗は、電子抵抗、反応抵抗、内部物質移動の抵抗の３つの抵抗成分の関係性から決まり、二次電池２はこれらの３つの抵抗成分の直列等価回路と考えることができる。一般的に、電子抵抗は電池に定電流を付加した直後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、反応抵抗は電子抵抗が生じる時間領域後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、内部物質移動の抵抗は定電流を長時間付加した際に生じ、反応抵抗の時間領域後の時間領域に主に生じる抵抗成分である。そして、負極反応抵抗支配領域とは、上記３つの抵抗成分において、放電期間における負極２１の反応抵抗の占める割合が最も大きい時間的領域である。当該負極反応抵抗支配領域では、負極２１の反応抵抗が二次電池２の内部抵抗を支配的に決定するため、二次電池２の内部抵抗を負極２１の抵抗とみなすことができる。本実施形態では、内部抵抗算出部７１は、二次電池２へのパルス電流の印加による電圧応答から内部抵抗を算出するように構成されている。

図１に示す容量バランス比較部７２は、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒと、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１とを比較する。異常判定部７３は、容量バランス比較部７２の比較結果に基づいて、二次電池２における容量バランスの異常を判定する。本実施形態では、異常判定部７３は容量バランス比較部７２の比較結果が、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒが閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１よりも大きいことを示すものであるときに、容量バランスが異常であると判定する。

ニッケル水素電池などの二次電池２では、継ぎ足し充電をすると放電中に一時的な電圧降下を起こすメモリ効果が発生する場合がある。図２（ｃ）に示すように、二次電池２にメモリ効果が発生すると、正極２２の正極ＳＯＣの中間位置に急激に電位が低下する電位低下部２２ａを形成される。その結果、電位低下部２２ａにおける電位の低下の程度や二次電池２が接続された機器が要求する電圧によっては、正極２２において当該電位低下部２２ａ以下の正極ＳＯＣ領域が利用不可となり、電池容量の下限が正極２２の電位低下部２２ａにより規定される場合がある。この場合は見かけ上の電池容量は減少するが、負極２１における負極ＳＯＣのずれによる容量バランスの異常に基づく電池容量の減少とは異なるものである。

そこで、容量バランスの異常をより高精度に判定するため、本実施形態では、図１に示す制御部８にメモリ効果解除部８１を備える。メモリ効果解除部８１は、二次電池２の電池電圧が所定値以下となるまで放電させることによりメモリ効果を解除することができるように構成されている。本実施形態では、メモリ効果解除部８１は、二次電池２の電池電圧が１．０Ｖ以下となるまで放電させることによりメモリ効果の解除を行う。メモリ効果解除部８１によるメモリ効果の解除は、内部抵抗算出部７１による内部抵抗Ｒの算出のための電流値及び電圧値の検出の前に行うことができる。

図１に示す制御部８には定電流印加部８２が備えられている。定電流印加部８２は、二次電池２に定電流を印加して二次電池２を充放電させる。本実施形態では、定電流印加部８２は二次電池２にパルス電流を印加して二次電池２を充放電させるように構成されている。定電流印加部８２により印加する電流値は適宜設定することができるが、図４に示す印加電流と印加電圧との関係性を示すＩ−Ｖプロットが直線性を有する範囲Ｌとすることが好ましい。また、定電流の印加時間は、負極２１の反応抵抗が支配的となる時間領域に到達する時間とすることができ、推定精度を確保するための観点から、０．０１〜１００ｓｅｃの範囲内、より好ましくは０．１〜１０ｓｅｃの範囲内とすることができる。

次に、異常判定装置１の使用態様について、図５に示すフロー図を用いて説明する。まず、図５に示すように、ステップＳ１において、メモリ効果解除部８１により二次電池２のメモリ効果の解除を行う。本実施形態では、電圧値検出部４２により検出されて電圧値格納部５２に格納された二次電池２の電池電圧が１．０Ｖ以下になるまで放電を行う。その後、図５に示すステップＳ２において、定電流印加部８２により二次電池２に定電流を印加して充放電を行う。

その後、図５に示すステップＳ３において、二次電池２の負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒを算出する。ステップＳ３では、まず、電流値検出部４１により二次電池２の電流値を検出して電流値格納部５１に格納し、電圧値検出部４２により二次電池２の電圧値を検出して電圧値格納部５２に格納する。そして、内部抵抗算出部７１により電流値格納部５１に格納された電流値と電圧値格納部５２に格納された電流値とから内部抵抗Ｒを算出する。内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒは、電流値格納部５１に格納される。

次いで、図５に示すステップＳ４において、容量バランス比較部７２により、二次電池２の内部抵抗Ｒと容量バランス閾値Ｒ１とを比較する。容量バランス閾値Ｒ１は閾値記憶部６１から抽出する。容量バランス比較部７２による比較結果が、内部抵抗Ｒが容量バランス閾値Ｒ１よりも大きいことを示す場合は、ステップＳ４のＹｅｓに進み、ステップＳ５において、異常判定部７３により二次電池２の容量バランスに異常があると判定し、当該制御を終了する。

一方、容量バランス比較部７２による比較結果が、内部抵抗Ｒが容量バランス閾値Ｒ１よりも大きくないことを示す場合は、ステップＳ４のＮｏに進む。ステップＳ６において、異常判定部７３により二次電池２の容量バランスは正常と判定し、当該制御を終了する。

次に、本実施形態の二次電池の異常判定装置１における作用効果について、詳述する。
当該異常判定装置１によれば、容量バランス比較部７２において、内部抵抗算出部７１により算出した負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒと閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１とを比較し、異常判定部７３がその比較結果に基づいて、二次電池２における容量バランスの異常を判定するように構成されている。これにより、当該異常判定装置１では負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒに基づいて容量バランスの異常を判定するため、複素インピーダンスを検出する場合に比べて短時間で異常を判定することを可能にしている。そして、当該異常判定装置１は、複素インピーダンスを検出するための高価な装置を要せずに比較的簡易な構成とすることができるため、低コスト化が図られる。

また、本実施形態では、異常判定部７３は、容量バランス比較部７２の比較結果が、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒが閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１よりも大きいことを示すものであるときに、容量バランスが異常であると判定する。これにより、負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒに基づいて、高精度に容量バランスの異常をより短時間で高精度に判定することができる。

また、本実施形態では、二次電池２にパルス電流を印加して二次電池２を充放電させる定電流印加部８２と、二次電池２における電流値を検出する電流値検出部４１と、二次電池２における電圧値を検出する電圧値検出部４２と、を備え、内部抵抗算出部７１は、電流値検出部４１が検出した電流値と電圧値検出部４２が検出した電圧値とに基づいて、負極反応抵抗支配領域における内部抵抗Ｒを算出する。これにより、複素インピーダンスを検出する場合に比べて一層短時間で高精度に異常を判定することができる。

また、本実施形態では、メモリ効果解除部８１により、容量バランスの異常を判定する前に二次電池２におけるメモリ効果の解除を行っている。これにより、二次電池２からメモリ効果を排除して、容量バランスの異常を判定することができるため、より高精度に異常判定を行うことができる。

なお、本実施形態では、メモリ効果解除部８１により、容量バランスの異常を判定する前に二次電池２におけるメモリ効果の解除を行うこととしたが、これに替えて、メモリ効果解除部８１を有さず、二次電池２におけるメモリ効果の解除を行わない構成としてもよい。

以上のごとく、本実施形態によれば、簡易な構成で低コストでかつ短時間で異常の判定が可能な二次電池の異常判定装置１を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態の二次電池の異常判定装置１は、図１に示す実施形態１の構成に加えて、図６に示すように、記憶部６に要否基準値記憶部６２を有し、演算部７にメモリ効果比較部７４、メモリ効果判定部７５を有する。その他の構成は、実施形態１と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１に示す要否基準値記憶部６２には、二次電池２におけるメモリ効果の解除の要否を判定するための基準である要否基準値が記憶されている。本実施形態では、要否基準値は上記基準となる負極２１の抵抗を表す情報である。なお、要否基準値の形態は特に限定されず、例えば、算出式、マップ、表などの形態とすることができる。要否基準値は、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って分解調査して得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いてメモリ効果の発生を論理的に導き出す算出式により作成することができる。なお、要否基準値記憶部６２には、複数の要否基準値が記憶されていてもよい。

図１に示すメモリ効果比較部７４は、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒと、要否基準値記憶部６２に記憶された要否基準値Ｒ２とを比較する。メモリ効果判定部７５は、メモリ効果比較部７４の比較結果に基づいて、二次電池２におけるメモリ効果の解除の要否を判定する。

本実施形態では、メモリ効果判定部７５は、メモリ効果比較部７４の比較結果が、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒが要否基準値記憶部６２に記憶された要否基準値Ｒ２よりも小さいことを示すものであるときに、二次電池２におけるメモリ効果の解除を要すると判定する。図２（ｃ）に示すように、メモリ効果が発生している場合、二次電池２の低ＳＯＣ領域においても、負極ＳＯＣは比較的高い値を示している。そして、図７（ａ）及び図７（ａ）の領域Ｐの拡大図である図７（ｂ）に示すように、負極ＳＯＣが比較的高い値では、負極抵抗は比較的小さい値となっている。そのため、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒが要否基準値Ｒ２よりも小さい場合には、負極ＳＯＣが比較的大きく、メモリ効果が発生していると判定することができる。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、要否基準値Ｒ２は容量バランス閾値Ｒ１よりも小さい値となっている。

本実施形態では、メモリ効果解除部８１は、内部抵抗算出部７１による内部抵抗Ｒの検出の前にメモリ効果の解除を行うとともに、メモリ効果判定部７５の判定結果に基づいてメモリ効果の解除を行う。なお、メモリ効果判定部７５は、メモリ効果解除部８１によってメモリ効果の解除が実施された後、再度二次電池２におけるメモリ効果の解除の要否を判定するようにしてもよい。

本実施形態における異常判定装置１の使用態様について、図８に示すフロー図を用いて説明する。まず、図５に示す実施形態１の場合と同様に、ステップＳ１〜Ｓ６を行う。そして、ステップＳ６において、容量バランスが正常と判定された後、図８に示すステップＳ７に進み、メモリ効果比較部７４により、内部抵抗Ｒと要否基準値記憶部６２に記憶された要否基準値Ｒ２とを比較する。そして、ステップＳ７においてメモリ効果比較部７４の比較結果が、内部抵抗Ｒが要否基準値Ｒ２よりも小さいことを示す場合は、図８に示すステップＳ７のＹｅｓに進む。ステップＳ８において、メモリ効果判定部７５により、メモリ効果の解除が必要であると判定し、再度ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ７においてメモリ効果比較部７４の比較結果が、内部抵抗Ｒが要否基準値Ｒ２よりも小さくないことを示す場合は、図８に示すステップＳ７のＮｏに進む。そして、ステップＳ９において、メモリ効果判定部７５によりメモリ効果の解除が不要であると判定し、当該制御を終了する。

次に、本実施形態の二次電池の異常判定装置１における作用効果について、詳述する。
本実施形態では、メモリ効果の解除の要否を判定するための基準である要否基準値Ｒ２が記憶された要否基準値記憶部６２と、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒと、要否基準値記憶部６２に記憶された要否基準値Ｒ２とを比較するメモリ効果比較部７４と、メモリ効果比較部７４の比較結果に基づいて二次電池２におけるメモリ効果の解除の要否を判定するメモリ効果判定部７５と、二次電池２のメモリ効果を解除するメモリ効果解除部８１と、を有する。そして、メモリ効果解除部８１は、メモリ効果判定部７５がメモリ効果の解除を要すると判定した場合に、異常判定部７３が異常の判定をする前に二次電池２のメモリ効果を解除する。これにより、二次電池２にメモリ効果が発生している場合に、容量バランスの異常の判定を行う前にメモリ効果を解除することができ、高精度に容量バランスの異常を判定することができる。

また、本実施形態では、メモリ効果判定部７５は、メモリ効果比較部７４の比較結果が、内部抵抗算出部７１により算出された内部抵抗Ｒが要否基準値記憶部６２に記憶された要否基準値Ｒ２よりも小さいことを示すものであるときに、二次電池２におけるメモリ効果の解除を要すると判定する。これにより、メモリ効果の発生の有無を高精度に検出することができる。

また、本実施形態では、メモリ効果判定部７５は、メモリ効果解除部８１によるメモリ効果の解除が実施された後、再度二次電池２におけるメモリ効果の解除の要否を判定するように構成されている。これにより、二次電池２におけるメモリ効果の解除が不十分であった場合などに再度メモリ効果の解除を行うことにより、より高精度に容量バランスの異常を判定することができる。

また、本実施形態では、メモリ効果解除部８１は、二次電池２の電池電圧が所定値以下となるまで二次電池２を放電してメモリ効果を解除するように構成されている。これにより、二次電池２のメモリ効果を確実に解除することができ、容量バランスの異常の判定の高精度化に寄与する。

なお、本実施形態では、ステップＳ８において、メモリ解除が必要と判定された場合に再度ステップＳ１に戻ることとしたが、これに替えて、図９に示す変形形態１のように、ステップＳ７のＹｅｓに進んだ後、ステップＳ８１において、メモリ効果判定部７５は、前回、メモリ効果の解除が必要と判定したか否かを判定する。メモリ効果の解除が必要と判定したと判定された場合には、ステップＳ８１のＹｅｓに進み、ステップＳ８２において、メモリ効果判定部７５は二次電池２のメモリ効果の解除に異常があると判定し、制御フローを終了する。一方、メモリ効果判定部７５が、前回はメモリ効果の解除が必要と判定していないと判定した場合は、ステップＳ８に進み、図８に示すステップＳ１に戻る。当該変形形態１によれば、二次電池２にメモリ効果の解除に異常がみられる場合に当該制御フローを終了して、当該制御フローが無駄に繰り返し実行されることを防止できる。

なお、当該変形形態１では、ステップＳ８１において前回、メモリ効果の解除が必要と判定したか否かを判定することとしたが、これに限らず、過去に所定回数メモリ効果の解除が必要と判定したか否かを判定するようにしてもよい。

（実施形態３）
本実施形態の二次電池の異常判定装置１は、図１に示す実施形態１の構成に加えて、図１０に示すように、演算部７に温度検出部４３により検出された温度に基づいて、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値を補正する閾値補正部７６を備える。また、検出部４に二次電池２の温度を検出する温度検出部４３を備え、格納部５に温度検出部４３により検出された温度を格納する温度格納部５３を備える。その他の構成は、実施形態１と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示す閾値補正部７６は、温度検出部４３により検出された温度に基づいて、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１を補正して補正容量バランス閾値Ｒ１’を算出する。例えば、閾値補正部７６は、予め内部抵抗Ｒと温度との対応関係を取得しておき、当該対応関係と温度検出部４３により検出された温度とに基づいて、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１を補正して補正容量バランス閾値Ｒ１’を算出することができる。本実施形態では、図１１に示すように、予め負極２１の反応抵抗と温度との対応関係が取得されて図示しない記憶部に記憶されており、閾値補正部７６は当該対応関係と温度検出部４３により検出された温度とに基づいて容量バランス閾値Ｒ１を補正して補正容量バランス閾値Ｒ１’を算出する。

本実施形態における異常判定装置１の使用態様について、図１２に示すフロー図を用いて説明する。まず、図５に示す実施形態１の場合と同様に、ステップＳ１〜Ｓ３を行う。そして、ステップＳ３の後、図１２に示すように、ステップＳ４０に進み、閾値補正部７６により、温度検出部４３により検出された温度に基づいて、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１を補正して補正容量バランス閾値Ｒ１’を算出する。そして、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、内部抵抗Ｒと補正容量バランス閾値Ｒ１’とを比較する。

容量バランス比較部７２による比較結果が、内部抵抗Ｒが補正容量バランス閾値Ｒ１’よりも大きいことを示す場合は、図１２に示すステップＳ４１のＹｅｓに進み、ステップＳ５において、異常判定部７３により二次電池２の容量バランスに異常があると判定し、当該制御を終了する。一方、容量バランス比較部７２による比較結果が、内部抵抗Ｒが補正容量バランス閾値Ｒ１’よりも大きくないことを示す場合は、ステップＳ４１のＮｏに進む。ステップＳ６において、異常判定部７３により二次電池２の容量バランスは正常であると判定し、当該制御を終了する。

本実施形態の異常判定装置１では、二次電池２の温度を検出する温度検出部４３と、温度検出部４３により検出された温度に基づいて、閾値記憶部６１に記憶された容量バランス閾値Ｒ１を補正して補正容量バランス閾値Ｒ１’を算出する閾値補正部７６とを有し、容量バランス比較部７２は補正容量バランス閾値Ｒ１’と内部抵抗Ｒとを比較する。本実施形態によれば、内部抵抗Ｒが温度に依存して変化することから、二次電池２の温度に基づいて補正した補正容量バランス閾値Ｒ１’を使用して異常判定を行うことにより、より高精度に容量バランスの異常を判定することができる。なお、本実施形態においても実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態２における要否基準値記憶部６２、メモリ効果比較部７４、メモリ効果判定部７５の構成を、実施形態３における閾値補正部７６を有する構成に組み合わせてもよい。

１異常判定装置
２二次電池
４３温度検出部
６１閾値記憶部
６２要否基準値記憶部
７１内部抵抗算出部
７２容量バランス比較部
７３異常判定部
７４メモリ効果比較部
７５メモリ効果判定部
７６閾値補正部
８１メモリ効果解除部

Claims

二次電池（２）の異常判定装置（１）であって、
上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記二次電池の充放電反応において負極（２１）の反応抵抗が支配的となる負極反応抵抗支配領域における内部抵抗（Ｒ）を算出する内部抵抗算出部（７１）と、
上記二次電池における正極の容量と負極の容量とのバランスが異常か否かを判定するための基準である容量バランス閾値としての内部抵抗（Ｒ１）が記憶された閾値記憶部（６１）と、
上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記内部抵抗算出部により検出された内部抵抗と、上記閾値記憶部に記憶された容量バランス閾値とを比較する容量バランス比較部（７２）と、
上記容量バランス比較部の比較結果に基づいて、上記二次電池の充電状態を算出することなく、上記二次電池における容量バランスの異常を判定する異常判定部（７３）と、
を備える二次電池の異常判定装置。
上記異常判定部は、上記容量バランス比較部の比較結果が、上記内部抵抗算出部により算出された内部抵抗が上記閾値記憶部に記憶された容量バランス閾値よりも大きいことを示すものであるときに、上記容量バランスが異常であると判定する、請求項１に記載の二次電池の異常判定装置。
上記二次電池にパルス電流を印加して上記二次電池を充放電させる定電流印加部（８２）と、
上記二次電池における電流値を検出する電流値検出部（４１）と、
上記二次電池における電圧値を検出する電圧値検出部（４２）と、
を備え、
上記内部抵抗算出部は、上記電流値検出部が検出した電流値と上記電圧値検出部が検出した電圧値とに基づいて、上記負極反応抵抗支配領域における内部抵抗を算出する、請求項１又は２に記載の二次電池の異常判定装置。
メモリ効果の解除の要否を判定するための基準である要否基準値が記憶された要否基準値記憶部（６２）と、
上記内部抵抗算出部により算出された内部抵抗と、上記要否基準値記憶部に記憶された要否基準値とを比較するメモリ効果比較部（７４）と、
上記メモリ効果比較部の比較結果に基づいて、上記二次電池におけるメモリ効果の解除の要否を判定するメモリ効果判定部（７５）と、
上記二次電池のメモリ効果を解除するメモリ効果解除部（８１）と、を有し、
該メモリ効果解除部は、上記メモリ効果判定部がメモリ効果の解除を要すると判定した場合に、上記異常判定部が上記異常の判定をする前に上記二次電池のメモリ効果を解除する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池の異常判定装置。
上記メモリ効果判定部は、上記メモリ効果比較部の比較結果が、上記内部抵抗算出部により算出された内部抵抗が上記要否基準値記憶部に記憶された要否基準値よりも小さいことを示すものであるときに、上記二次電池におけるメモリ効果の解除を要すると判定する、請求項４に記載の二次電池の異常判定装置。
上記メモリ効果判定部は、上記メモリ効果解除部によるメモリ効果の解除が実施された後、再度上記二次電池におけるメモリ効果の解除の要否を判定するように構成されている、請求項４又は５に記載の二次電池の異常判定装置。
上記メモリ効果解除部は、上記二次電池の電池電圧が所定値以下となるまで、上記二次電池を放電して上記メモリ効果を解除するように構成されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の二次電池の異常判定装置。
上記二次電池の温度を検出する温度検出部（４３）と、
該温度検出部により検出された温度に基づいて、上記閾値記憶部に記憶された容量バランス閾値を補正して補正容量バランス閾値（Ｒ１’）を算出する閾値補正部（７６）と、を有し、
上記容量バランス比較部は、上記内部抵抗と上記補正容量バランス閾値とを比較する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次電池の異常判定装置。