CN103154759A - 蓄电装置的诊断装置、诊断方法以及蓄电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电装置的诊断装置、诊断方法及蓄电装置，提出与蓄电装置的再利用相关的判断指标，并抑制在与蓄电装置的再利用相关的判断过程中作出误判的情况。诊断装置进行与多个蓄电元件（11）电串联而成的蓄电装置（10）的再利用相关的诊断，具有：电压传感器（21），该电压传感器（21）检测将多个蓄电元件分成多个模块（12）时的各模块的电压；检测蓄电装置的电流的电流传感器（22）；以及控制器（30），该控制器（30）基于电压传感器的输出以及电流传感器的输出计算各模块的内部电阻。控制器将多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻确定为与蓄电装置的再利用相关的诊断指标。

Description

蓄电装置的诊断装置、诊断方法以及蓄电装置

技术领域

本发明涉及能够进行与蓄电装置的再利用相关的诊断的诊断装置、以及再利用的蓄电装置。

背景技术

电池组（二次电池）被用作电子设备的电源。例如将电池组用作用于使车辆行驶的动力源。

此处，当电池组达到寿命时，需要更换电池组。通过检测电池组的电压、电流、温度，能够推定电池组的劣化状态，并判别电池组是否已达到寿命。

专利文献1:日本特开2003－244860号公报

专利文献2:日本特开2003－240609号公报

专利文献3:日本特开2003－017142号公报

专利文献4:日本特开2008－193715号公报

专利文献5:日本特开平07－282830号公报

专利文献6:日本特开2009－128250号公报

若电池组达到寿命，则需要更换电池组，然而，若电池组并未达到寿命，则能够继续使用电池组。例如，在将搭载于车辆的电池组卸下的情况下，若所卸下的电池组未达到寿命，则能够将该电池组搭载于其它车辆。即，能够对该电池组进行再利用。

发明内容

本发明提出了与蓄电装置的再利用相关的诊断指标，其目的在于，在与蓄电装置的再利用相关的诊断过程中，抑制进行错误诊断的情况。

本申请的技术方案1涉及一种诊断装置，该诊断装置进行与蓄电装置的再利用相关的诊断，该蓄电装置由多个蓄电元件电串联而成，该诊断装置具有：电压传感器，该电压传感器检测将多个蓄电元件分成多个模块时的各模块的电压；电流传感器，该电流传感器检测蓄电装置的电流；以及控制器，该控制器基于电压传感器的输出以及电流传感器的输出计算各模块的内部电阻。此处，控制器将多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻确定为与蓄电装置的再利用相关的诊断指标。

由控制器计算的各模块的内部电阻不仅包括模块整体的内部电阻，在各模块包括多个蓄电元件的情况下，还包括各模块所包含的各蓄电元件的内部电阻。由于各蓄电元件的内部电阻是与各模块对应的值，因此能够将其用作与蓄电装置的再利用相关的诊断指标。

与蓄电装置的再利用相关的诊断包括：判别能否对蓄电装置进行再利用；在能够对蓄电装置进行再利用的情况下，推定再利用的期间。另一方面，各模块能够由多个蓄电元件构成。并且，各模块能够由各蓄电元件构成。蓄电装置能够搭载于车辆，输出用于车辆的行驶的能量。在本发明中，由于将内部电阻用作与蓄电装置的再利用相关的诊断指标，因此在要求瞬间的输出的系统中，能够适当地使用判断为能够再利用的蓄电装置。

本申请的技术方案2涉及一种诊断方法，该诊断方法是进行与蓄电装置的再利用相关的诊断的方法，该蓄电装置由多个蓄电元件电串联而成，该方法具有：基于蓄电装置的电流和将多个蓄电元件分成多个模块时的各模块的电压计算各模块的内部电阻的步骤；以及将多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻确定为与蓄电装置的再利用相关的判断指标的步骤。

此处，能够通过对最高的内部电阻与确定能否对蓄电装置进行再利用的界限的阈值进行比较来诊断能否对蓄电装置进行再利用。

本申请的技术方案3涉及一种具有电串联的多个蓄电元件。当将多个蓄电元件分成多个模块时，相对于第二模块，使用再利用的蓄电元件来更换第一模块。当更换第一模块时，第一模块的电阻上升率低于第二模块的电阻上升率。此处，将电阻上升率替换成电阻的绝对值也一样。

当更换第一模块时，通过使第一模块的电阻上升率低于第二模块的电阻上升率，能够抑制第一模块先于第二模块劣化的情况，能够抑制第一模块的更换频率增加的情况。能够在更换第一模块之前计算第一模块、第二模块的电阻上升率。

能够使第一模块的数量少于第二模块的数量。当第一模块的数量多于第二模块的数量时，与更换第一模块相比，优选更换蓄电装置整体。

当具有多个第二模块时，能够使第一模块的电阻上升率低于多个第二模块的电阻上升率中的最低的电阻上升率。由此，能够抑制第一模块先于所有的第二模块劣化的情况，能够抑制第一模块的更换频率增加的情况。

能够将第一模块的电阻上升率设定成与更换第一模块之前的蓄电装置的使用历史建立有对应的电阻上升率。即，当更换第一模块时，能够使用具有与使用历史对应的电阻上升率的第一模块。对于由再利用的蓄电元件构成的第一模块，其电阻上升率根据再利用的蓄电元件的劣化状态而变化。通过使用具有与使用历史对应的电阻上升率的第一模块，能够没有浪费地使用具有互不相同的电阻上升率的多个第一模块。

作为使用历史，能够使用促进蓄电元件的劣化的参数的历史。通过使用促进蓄电元件的劣化的参数的历史，能够假想更换第一模块后的蓄电元件的劣化状态，能够根据其劣化状态来选择第一模块。作为使用历史，例如有蓄电装置的各SOC的发生频率、蓄电装置的各温度的发生频率、或者维持蓄电装置的SOC时的各SOC的累计时间。

各模块能够由多个蓄电元件构成，或者能够由各蓄电元件构成。多个蓄电元件能够搭载于车辆，输出用于车辆的行驶的能量。

根据本发明，由于基于内部电阻来进行与蓄电装置的再利用相关的诊断，因此能够在掌握蓄电装置的输入输出特性的基础上对蓄电装置进行再利用。并且，由于使用多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻，因此能够抑制在与蓄电装置的再利用相关的诊断过程中进行错误的诊断的情况。

附图说明

图1是示出实施例1的电池系统的图。

图2是示出在实施例1中进行电池组的劣化判定处理的流程图。

图3是示出实施例1中存储于存储器的信息的图。

图4是示出在实施例1中与内部电阻（最大值）相关的信息的管理系统的图。

图5是示出在实施例1的变形例中与内部电阻（最大值）相关的信息的管理系统的图。

图6是示出再利用的电池模块的电阻上升率与继续使用的电池组模块的电阻上升率之间的关系的图。

图7A是示出SOC的分布的图。

图7B是示出SOC的分布的图。

图8是对再利用的电池模块的等级划分进行说明的图。

图9A是示出电池温度的分布的图。

图9B是示出电池温度的分布的图。

图10A是示出SOC区块的累计时间的分布的图。

图10B是示出SOC区块的累计时间的分布的图。

图11是示出变形例的电池组的结构的图。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行说明。

实施例1

利用图1对本发明的实施例1的电池系统进行说明。

电池组（相当于蓄电装置）10具有电串联的多个单电池（相当于蓄电元件）11。作为单电池11，能够使用镍氢电池、锂离子电池之类的二次电池。在镍氢电池中，负极一般由AB5类型的合金形成，随着电池的使用，因微粉化和B层的洗脱，作为催化剂的A层（Ni）变富（rich），促进活性化。由此，产生正极的电阻上升而负极的电阻下降的现象。由于在本发明的实施例中着眼于电池的电阻，因此，作为单电池11，优选是用锂离子电池。并且，代替二次电池，也可以使用双电荷层电容器（电容器）。单电池11的数量能够基于电池组10的要求输出等适当设定。

构成电池组10的多个单电池11被分成多个电池模块12。各电池模块12由电串联的多个单电池11构成，各电池模块12所包含的单电池11的数量在所有电池模块12中均相等。通过使电池模块12所包含的单电池11的数量在所有电池模块12中均相等，如后所述，容易对多个电池模块12的内部电阻进行比较。

此处，在图1中利用三个单电池11构成一个电池模块12，但构成电池模块12的单电池11的数量能够适当设定。并且，能够使电池模块12所包含的单电池11的数量根据电池模块12而不同。

电压传感器21与各电池模块12对应设置，检测各电池模块12的端子间电压。电压传感器21的检测信息被输出至控制器30，控制器30监视各电池模块12的电压。电流传感器22检测电池组10的电流，并将检测信息输出至控制器30。控制器30基于来自电流传感器22的输出监视电池组10的电流。

电池组10经由继电器31、32与负载33连接。若继电器31、32处于接通状态，则朝负载33供给电池组10的电力。控制器30控制继电器31、32的接通/断开。在本实施例中，控制器30内置有存储器30a，但也能够将存储器30a设置于控制器30的外部。能够将在电池组10的充放电控制中使用的控制参数之类的各种信息存储于存储器30a。

当将电池组10搭载于车辆时，能够将电动发电机用作负载33。作为搭载有电池组10的车辆，存在混合动力汽车、电动汽车。混合动力汽车是作为使车辆行驶的动力源除了具备电池组10还具备燃料电池、内燃机之类的其它动力源的车辆。电动汽车是仅使用电池组10作为车辆的动力源的车辆。

电动发电机能够接受来自电池组10的电力而产生用于使车辆行驶的动能。并且，当使车辆减速或停止时，电动发电机能够将在车辆制动时所产生的动能转换为电能并将其朝电池组10供给。

能够在电动发电机与电池组10之间的电流路径上配置DC/DC转换器、逆变器。若使用DC／DC转换器，能够对电池组10的输出电压进行升压并朝电动发电机供给，或者对来自电动发电机的输出电压进行降压并朝电池组10供给。并且，若使用逆变器，能够使用交流马达作为电动发电机。

其次，利用图2所示的流程图对诊断电池组10的劣化状态的处理进行说明。图2所示的处理由控制器30执行。

电池的劣化包含因电池的材料自身而引起的成分、因高速充放电而引起的成分、因锂的析出而引起的成分。通常能够基于电阻值的上升、容量的降低来确认电池的劣化。在电阻值的上升以及容量的降低中，各劣化成分的贡献率不同，因此需要将各劣化因素作为不同指标进行处理。

此处，劣化意味着单电池11的输入输出特性下降的状态，能够由单电池11的内部电阻表示。内部电阻越高，则能够判断为单电池11的劣化越严重。

在步骤S101中，控制器30基于各电压传感器21的输出获取各电池模块12的电压值。并且，控制器30基于电流传感器22的输出获取电池组10的电流值。

在步骤S102中，控制器30基于在步骤S101中获取的信息（电压值以及电流值）计算各电池模块12的内部电阻。在步骤S103中，控制器30将多个电池模块12的内部电阻中的呈现最高值的内部电阻存储于存储器30a。

在本实施例中，电池模块12所包含的单电池11的数量在所有电池模块12中均相等，因此，仅通过计算各电池模块12的内部电阻并对这些电池模块的内部电阻进行比较便能够确定呈现最高值的内部电阻。

另一方面，当电池模块12所包含的单电池11的数量根据电池模块12而不同时，通过计算各电池模块12所包含的单电池11的内部电阻并对这些电池模块的内部电阻进行比较，能够确定呈现最高值的内部电阻。具体而言，通过用电池模块12所包含的单电池11的数量除各电池模块12的电压值（电压传感器21的输出）计算各单电池11的电压值。进而，能够基于单电池11的电压值与根据电流传感器22的输出获得的电流值计算各单电池11的内部电阻。单电池11的内部电阻是与电池模块12对应的值。

每当满足规定条件时便能够进行图2所示的处理。具体而言，利用计时器进行计时，每当经过规定时间时，计算各电池模块12的内部电阻，并将内部电阻（最大值）存储于存储器30a。并且，在将电池组10搭载于车辆的情况下，每当车辆的行驶距离达到规定距离时，计算各电池模块12的内部电阻，并将内部电阻（最大值）存储于存储器30a。

在该情况下，由于在存储器30a存储有多个内部电阻（最大值），因此需要确保存储器30a的容量。另一方面，能够对存储于存储器30a的内部电阻（最大值）的数据进行剔除。通过剔除数据，能够抑制存储器30a的容量增加。

例如，能够每3个月进行一次图2所示的处理，在该情况下，在一年的期间，在存储器30a存储有4个内部电阻（最大值）的数据。此处，每当经过了一年时，能够仅保留一年间所获取的4个数据中的一个数据，并将其他数据删除。由此，针对过去一年的期间，在存储器30a存储有4个数据，针对过去一年以前的期间，针对每年均在存储器30a存储有一个数据。图3中示出通过上述方法存储于存储器30a的信息的一例。

获取内部电阻（最大值）的数据的时刻、换言之为在规定期间内获取内部电阻（最大值）的数据的次数能够适当设定。并且，对内部电阻（最大值）的数据进行剔除的方法也能够适当设定。此处，针对最近获取到的内部电阻（最大值）的数据，优选并不删除而是进行保留。由此，能够确认电池组10的最近的状态。

在本实施例中，将内部电阻（最大值）用作表示电池组10的劣化状态的信息。此处，能够基于内部电阻（最大值）判断是否需要更换电池组10。即，当内部电阻（最大值）达到预先设定的阈值时，控制器30判断为需要禁止或抑制电池组10的充放电并更换电池组10。

作为抑制电池组10的充放电的情况，例如能够使在充放电控制中使用的阈值朝减小方向变化。作为阈值，例如存在电压的上限值、输入输出（电力）的上限值。

另一方面，在内部电阻（最大值）未达到阈值的情况下，能够对电池组10进行再利用。例如，在从车辆将电池组10卸下后的情况下，当电池组10的内部电阻（最大值）未达到阈值时，能够将该电池组10搭载于其它车辆。即，能够对电池组10进行再利用。此处，内部电阻（最大值）成为能否对电池组10进行再利用的判断指标。

虽然在本实施例中是检测电池模块12的电压，但是并不局限于此，也能够检测各单电池11的电压。进而，能够基于各单电池11的电压值与电池组10的电流值计算各单电池11的内部电阻，并将呈现最高值的内部电阻用作表示电池组10的劣化状态的信息。

其次，利用图4说明对搭载于车辆的电池组10进行再利用时的系统。

搭载于车辆100的控制器30朝服务器200发送存储于存储器30a的与内部电阻（最大值）相关的信息。此处，车辆100具有无线通信机101，无线通信机101能够对服务器200发送与内部电阻（最大值）相关的信息。与内部电阻（最大值）相关的信息是用于确定内部电阻（最大值）的信息，可以是直接表示内部电阻（最大值）的信息，也可以是间接表示内部电阻（最大值）的信息。

控制器30不仅朝服务器200发送与内部电阻（最大值）相关的信息，还发送搭载于车辆100的电池组10的个体识别信息。服务器200所接收到的信息被存储于数据库201。此处，在数据库201，电池组10的个体识别信息和与内部电阻（最大值）相关的信息以对应的状态存储。

另外，存储于数据库201的信息并不局限于与内部电阻（最大值）相关的信息、个体识别信息。例如，能够与电池组10的个体识别信息对应地存储供电池组10搭载的车辆100的个体识别信息、构成电池组10的单电池11的信息、与电池组10一并使用的电子设备的个体识别信息。

朝服务器200发送信息的时刻能够适当设定。例如，控制器30能够在每当经过了规定时间时朝服务器200发送与内部电阻（最大值）相关的信息、电池组10的个体识别信息。在该情况下，还能够朝服务器200发送与经过时间相关的信息，与经过时间相关的信息以与电池组10的个体识别信息对应的状态存储于数据库201。

并且，控制器30能够在每当车辆100的行驶距离达到规定距离时发送与内部电阻（最大值）相关的信息、电池组10的个体识别信息。在该情况下，还能够朝服务器200发送与行驶距离相关的信息，与行驶距离相关的信息以与电池组10的个体识别信息对应的状态存储于数据库201。

当朝服务器200发送了多次与内部电阻（最大值）相关的信息等时，与内部电阻（最大值）相关的信息等累积存储于数据库201。由此，能够利用存储于数据库201的信息确认特定的电池组10的内部电阻（最大值）的变化。

当从车辆100回收电池组10时，通过访问数据库201，能够确认所回收的电池组10的内部电阻（最大值）的变化。并且，通过确认存储器30a的存储内容，能够确认所回收的电池组10的内部电阻（最大值）的变化。

并且，能够基于内部电阻（最大值）判断能否对电池组10进行再利用，或者推定可再利用的期间。例如，当内部电阻（最大值）达到阈值时，能够判断为无法对电池组10进行再利用。阈值相当于电池组10达到寿命状态时的内部电阻，能够预先设定。

另一方面，当内部电阻（最大值）未达到阈值时，能够基于内部电阻（最大值）的变化率推定可对电池组10进行再利用的期间。具体而言，内部电阻（最大值）的变化率越上升，则越缩短可再利用的期间（推定期间）。例如，能够预先准备表示内部电阻（最大值）的变化率与可再利用的期间（推定期间）之间的对应关系的映射，并基于该映射确定推定期间。并且，通过将内部电阻（最大值）的变化率输入到规定的运算式，能够计算推定期间。

在本实施例中，搭载于车辆100的控制器30计算内部电阻（最大值），并从无线通信机101朝服务器200发送内部电阻（最大值）的数据，但是并不局限于此。例如，如图5所示，能够利用外部设备102计算内部电阻（最大值）。

具体而言，能够朝外部设备102发送利用电压传感器21以及电流传感器22所获取到的信息，在外部设备102中计算各电池模块12的内部电阻并且确定内部电阻（最大值）。与内部电阻（最大值）相关的信息能够经由有线或者无线方式朝服务器200发送。此处，能够从外部机器102对服务器200直接发送与内部电阻（最大值）相关的信息。并且，能够将与内部电阻（最大值）相关的信息输入到PC（Personal Computer），并经由网络朝服务器200发送该输入数据。服务器200所接收到的信息被存储于数据库201。

如在本实施例中说明了的那样，除了与内部电阻（最大值）相关的信息之外，还能够朝服务器200发送电池组10的个体识别信息。并且，能够朝服务器200发送计算内部电阻（最大值）时的日期时刻、计算内部电阻（最大值）时的车辆100的行驶距离。日期时刻、行驶距离与内部电阻（最大值）一并以与电池组10的个体识别信息对应的状态存储于数据库201。

根据本实施例，利用多个电池模块12的内部电阻中的呈现最高值的内部电阻确定电池组10的劣化状态。即，以劣化最严重的电池模块12为基准确定电池组10的劣化状态。此处，若以不同于劣化程度最严重的电池模块12的电池模块12为基准确定电池组10的劣化状态，则存在能否对电池组10进行再利用的判断发生错误的担忧。在本实施例中，由于以劣化程度最严重的电池模块12为基准，因此，当进行能否对电池组10进行再利用的判断、或者推定能够再利用的期间时，能够抑制进行错误的判断、推定的情况。

若多个电池模块12的内部电阻产生偏差，则内部电阻最高的电池模块12、换言之为劣化程度最严重的电池模块12对电池组10的寿命所造成的影响最大。因此，如本实施例这样，通过基于内部电阻（最大值）确定电池组10的劣化状态，当以电池组10作为整体判断能够进行再利用时，能够抑制进行错误判断的情况。

在本实施例中，将电池组10作为再利用的对象。作为电池组10的构造，例如，存在将多个单电池11沿一个方向排列并且利用夹持多个单电池11的一对端板对多个单电池11施加束缚力的构造。束缚力是指在多个单电池11的排列方向上夹持多个单电池11的力。此处，利用束缚带、束缚杆等连结一对端板，由此能够产生束缚力。当利用端板构成电池组10时，无需分解电池组10便能够对电池组10进行再利用。由此，能够容易地进行电池组10的更换作业等。

另一方面，能够利用多个单电池11及一对端板构成一个电池堆，并利用多个电池堆构成电池组10。此处，多个电池堆能够沿一个方向排列配置，能够电串联或电并联。当以该方式构成电池组10时，也无需分解电池组10就能够对电池组10进行再利用，能够容易地进行电池组10的更换作业。

在本实施例中，能够将再利用的电池组10用作混合动力汽车的动力源。在将电池组10用作电动汽车的动力源的情况下，通常，从确保车辆的行驶距离的观点出发，优选预先掌握电池组10（电池模块12、单电池11）的容量劣化。

另一方面，在混合动力汽车中，与确保车辆的行驶距离相比，确保瞬间的输出更为重要。根据驾驶员对加速踏板的操作，存在要求电池组10的瞬间的输出的情况。为了确保瞬间的输出，优选预先掌握电池组10的输入输出特性的劣化状态。换言之，优选预先掌握电池组10的内部电阻。在本实施例中，基于电池模块12的内部电阻确定电池组10的劣化状态，因此能够将再利用的电池组10作为混合动力汽车的动力源适当使用。

实施例2

对本发明的实施例2进行说明。本实施例涉及将电池组10所包含的一部分单电池11更换成再利用的单电池11的方法。对与实施例1中所说明了的部件相同的部件采用相同的标号并省略详细说明。

如图1中说明了的那样，电池组10具有电串联的多个电池模块12，各电池模块12能够独立地更换。即，当多个电池模块12中的至少一个电池模块12劣化时，能够将劣化状态的电池模块12更换成再利用的电池模块12。

再利用的电池模块12是使用过的电池模块12，是考虑到劣化状态而尚能继续使用的电池模块12。在本实施例中，电池模块12包含多个单电池11，但是电池模块12也可以由一个单电池11构成。

图6示出继续使用的电池模块12与更换后使用的电池模块12之间的关系。继续使用的电池模块12是指未成为更换对象的电池模块12。在图6中，纵轴表示电阻上升率，横轴表示电池模块12的种类。A表示再利用的电池模块12，B～D表示继续使用的电池模块12。

电阻上升率由初始状态下的电池模块12的电阻值（Rini）与劣化状态下的电池模块12的电阻值（Rr）之比（Rr／Rini）表示。初始状态是指作为用于判断电池模块12的劣化的基准的状态，例如是电池模块12刚刚制造出来时的状态。当电池模块12处于初始状态时，电阻上升率为1。随着电池模块12的劣化，电阻上升率变得高于1。

能够基于利用电压传感器21检测出的电池模块12的电压值和利用电流传感器22检测出的电流值计算电池模块12的电阻值。另一方面，在能够检测电池模块12所包含的各单电池11的电压的情况下，能够基于各单电池11的电压与在各单电池11中流过的电流值计算各单电池11的电阻值。在该情况下，能够将多个单电池11的电阻值中的最高的电阻值用作电池模块12的电阻值来计算电池模块12的电阻上升率。

图6所示的阈值K是判断是否更换电池模块12的基准。当电池模块12的电阻上升率高于阈值K时，判断为需要更换电池模块12。当电池模块12的电阻上升率低于阈值K时，能够继续使用电池模块12。阈值K能够根据电池模块12（单电池11）的特性适当设定。

在图6所示的例子中，电池组10由A～D这4个电池模块12构成，并对A电池模块12进行更换。图6示出更换电池模块12后的状态。A电池模块12是再利用的电池模块12。B～D电池模块12预先包含于电池组10，且根据电池模块12的充放电等而劣化。B～D电池模块12的电阻上升率根据温度环境的偏差、输入输出特性的偏差等而互不相同。

在图6所示的例子中，B电池模块12的电阻上升率最高，C电池模块12的电阻上升率最低。D电池模块12的电阻上升率低于B电池模块12的电阻上升率且高于C电池模块12的电阻上升率。A电池模块12是再利用的电池模块12，因此A电池模块12的电阻上升率高于1。

在更换电池模块12之前，能够预先获取A电池模块12的电阻上升率。具体而言，能够通过在将A电池模块12组装于电池组10之前测定A电池模块12的电阻值来计算A电池模块12的电阻上升率。

在组装了A电池模块12以后，根据电池组10的充放电状态，A～D电池模块12的电阻上升率增加。例如，当A～D电池模块12的电阻上升率以相同的变化量增加时，B电池组12的电阻上升率最先达到阈值K。

在本实施例中，使再利用的A电池模块12的电阻上升率低于继续使用的B～D电池组12的电阻上升率。换言之，使A电池组12的电阻上升率低于继续使用的B～D电池组12的电阻上升率中的最低的电阻上升率（C电池组12的电阻上升率）。由此，能够抑制A电池组12的电阻上升率比B～D电池组12更早达到阈值K的情况。进而，能够抑制A电池组12的更换频率增加的情况。

当A电池模块12的电阻上升率高于B～D中的任意电池模块12的电阻上升率时，与B～D中的任意电池模块12相比，A电池模块12的电阻上升率更早达到阈值K，必须更换A电池模块12。并且，有时根据A电池模块12的状态来限制电池组10的输入输出（充放电）。尤其是当A电池模块12的电阻上升率高于B～D中的所有电池模块12的电阻上升率时，根据A电池模块12的状态来限制电池组10的输入输出。

例如，能够通过监视A～D电池模块12的电压来控制电池组10的输入输出。具体而言，当各电池模块12的电压高于上限电压时，能够限制电池组10的输入（充电）。并且，当各电池模块12的电压低于下限电压时，能够限制电池组10的输出（放电）。

上限电压以及下限电压是为了保护电池模块12以免其过充电或者过放电而基于电池模块12的特性预先确定的值。作为限制电池组10的输入输出的情况，包括不进行电池组10的输入输出的情况、使允许输入输出的电力降低的情况。

当A电池模块12的电阻上升率高于B～D电池模块12的电阻上升率时，A电池模块12的电压容易比B～D电池模块12的电压更早地高于上限电压。并且，A电池模块12的电压容易比B～D电池模块12的电压更早地低于下限电压。在该情况下，利用A电池模块12来限制B～D电池模块12的输入输出。

根据本实施例，通过将呈现低于B～D电池模块12的电阻上升率的电阻上升率的电池模块12用作组装于电池组10的A电池模块12，能够抑制因更换后的A电池模块12而导致电池组10的输入输出受到限制的情况。优选更换的A电池模块12的电阻上升率低于继续使用的B～D电池模块12的电阻上升率中的最低的电阻上升率。

在图6所示的例子中更换了一个电池模块12，但是也能够更换多个电池模块12。即便在更换多个电池模块12时，也能够使再利用的各电池模块12的电阻上升率低于继续使用的电池模块12的电阻上升率。优选更换的电池模块12的数量少于继续使用的电池模块12的数量。当更换的电池模块12的数量多于继续使用的电池模块12的数量时，优选对电池组10整体进行更换。

此处，能够基于电池组10的使用历史决定再利用的A电池模块12。使用历史是表示对电池组10（电池模块12）的劣化施加影响的参数的变动的信息。作为在使用历史中所使用的参数，例如包括电池组10（电池模块12）的温度、SOC（State of Charge）。SOC表示目前的充电容量相对于满充电容量的比例。

当将电池组10搭载于车辆时，能够在车辆中获取与使用历史相关的信息并存储在搭载于车辆的存储器。并且，如图4及图5所示，能够从车辆100（无线通信机101）朝服务器200发送与使用历史相关的信息并存储于数据库201。当在数据库201存储有与使用历史相关的信息时，无线通信机101能够从服务器200获取与使用历史相关的信息。并且，能够利用PC（Personal Computer）等终端访问服务器200而获取与使用历史相关的信息。

作为使用历史的一例，图7A及图7B示出电池组10的SOC的分布。在图7A及图7B中，纵轴表示频率，横轴表示电池组10的SOC的区块。例如，能够通过以规定变化量对0％～100％的SOC的范围进行区分来设定SOC的区块。

在图7A及图7B中获取电池组10的SOC，但也能够获取电池模块12的SOC。当多个电池模块12的SOC互不相同时，例如能够通过监视呈现最大值或最小值的SOC来获取与图7A及图7B相同的SOC分布。

对SOC进行区分的范围并不局限于0％～100％，例如能够设定为在电池组10的充放电控制中使用的SOC的范围。当通过电池组10的充放电控制而使电池组10的SOC在下限SOC与上限SOC之间变化时，能够将下限SOC与上限SOC之间的范围设定成对SOC进行区分的范围。下限SOC以及上限SOC能够预先设定。

能够利用以下说明的方法获取图7A及图7B所示的SOC分布。

图1所示的控制器30能够按照规定的周期计算（推定）电池组10的SOC。当将电池组10搭载于车辆时，控制器30能够在车辆的点火开关接通的期间按照规定的周期计算电池组10的SOC。例如，控制器30能够通过基于电流传感器22的输出对电池组10的充放电电流进行累计来计算电池组10的SOC。

另一方面，控制器30能够基于电压传感器21的输出获取电池组10的电压，并根据电池组10的电压计算电池组10的SOC。若预先使电池组10的电压与电池组10的SOC对应，则能够根据电池组10的电压计算电池组10的SOC。在图1所示的结构中，由于各电压传感器21对各电池模块12的电压进行检测，因此，控制器30能够通过对从多个电压传感器21获取的电压值进行相加来获取电池组10的电压。

若将SOC分为多个区块，则控制器30能够判别所计算出的电池组10的SOC属于哪个SOC区块。当所计算出的SOC属于特定的SOC区块时，控制器30使与特定的SOC区块对应的计数器加1。针对多个SOC区块而分别设置有计数器。

通过使与各SOC区块对应的计数器加1，能够获得图7A及图7B所示的SOC分布。随着计数值的增加，图7A及图7B所示的频率变高。

对图7A及图7B进行比较，在图7B中，SOC分布朝SOC较高的一侧偏移。换言之，在图7B所示的状态下，与图7A所示的状态相比，电池组10的SOC维持在较高的状态。电池组10的SOC越是维持在较高的状态，则电池组10（电池模块12）的电阻上升率越容易增加。因而，在图7B的使用环境下使用的电池组10与在图7A的使用环境下使用的电池组10相比呈现更容易劣化的倾向。

若将再利用的电池模块12的电阻上升率分为多个等级，则能够将属于与电池组10的使用状态对应的等级的电池模块12用作更换的电池模块12。如图8所示，能够根据电阻上升率的值而预先对等级进行划分。

在图8中，等级I～IV是根据电阻上升率区分的，彼此表示不同的电阻上升率的范围。等级I～IV是在电阻上升率为1～阈值K的范围内区分的。电阻上升率按照I、II、III、IV的顺序升高，并且，电池模块12的等级按照I、II、III、IV的顺序降低。在图8中分成4个等级I～IV，但是等级的数量能够适当设定。

若预先使SOC分布与电阻上升率的等级对应，则能够根据SOC分布确定电阻上升率的等级。若确定了电阻上升率的等级，则能够将属于所确定的等级的电池模块12用作更换的电池模块12。

作为SOC分布与电阻上升率的等级的对应关系能够形成为：SOC分布越朝SOC较高的一侧偏移，则越提高电阻上升率的等级。换言之，SOC分布越朝SOC较高的一侧偏移，越能够选择电阻上升率较低的一侧的电池模块12作为组装于电池组10的电池模块12。当使SOC分布与电阻上升率的等级对应时，例如，能够使SOC分布的峰值与电阻上升率的等级对应，或者使SOC分布的平均值与电阻上升率的等级对应。

例如，在图7B所示的SOC分布中，能够将等级I的电池模块12用作A电池模块12。并且，在图7B所示的SOC分布中，能够将等级II的电池模块12用作A电池模块12。

在图7B所示的SOC分布中，A～D电池模块12的电阻上升率容易增加。此处，通过将等级I的电池模块12用作A电池模块12，A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。由此，能够抑制A电池模块12的更换频率增加的情况。

另一方面，在图7A所示的SOC分布中，与图7B所示的SOC分布相比，A～D电池模块12的电阻上升率难以增加。因而，即便将等级低于等级I的等级II的电池模块12用作A电池模块12，也能够使A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。

通过根据SOC分布而对等级I～IV的电池模块12进行区别使用，能够高效地使用等级I～IV的电池模块12。由于是根据劣化状态将再利用的电池模块12分类为等级I～IV，因此存在所有等级I～IV的电池模块12。因此，通过根据SOC分布选择等级I～IV，能够毫无浪费地使用等级I～IV的电池模块12。

作为使用历史的一例，图9A及图9B示出电池组10的温度的分布。在图9A及图9B中，纵轴表示频率，横轴表示电池组10的温度的区块。例如，能够通过按照规定变化量对规定的温度范围进行区分来设定温度的区块。作为规定的温度范围，例如能够设定成电池组10所能够达到的温度。

电池组10的温度能够利用温度传感器获取。即，图1所示的控制器30能够基于温度传感器的输出获取电池组10的温度。

若预先将电池组10的温度分成多个区块，则控制器30能够判别从温度传感器获取的温度属于哪个温度区块。当所获取的温度属于特定的温度区块时，控制器30使与特定的温度区块对应的计数器加1。计数器与多个温度区块分别对应地设置。通过使与各温度区块对应的计数器加1，能够获得图9A及图9B所示的温度分布。计数值越增加，图9A及图9B所示的频率越高。

当获得了图9A及图9B所示的温度分布时，例如当在规定时间的期间监视电池组10的温度而温度在规定时间的期间变化时，能够判别呈现最大值的温度属于哪个温度区块。当温度在规定时间的期间并未变化时，能够判别该温度属于哪个温度区块。另一方面，能够按照规定的周期检测电池组10的温度，并判别所检测出的温度属于哪个温度区块。

对图9A及图9B进行比较可知，在图9B中温度分布朝温度较高的一侧偏移。换言之，在图9B所示的状态下，与图9A所示的状态相比，电池组10的温度维持在较高的状态。电池组10的温度越维持在较高的状态，电池组10（电池模块12）的电阻上升率越容易增加。因而，与在图9A的使用环境下所使用的电池组10相比，在图9B的使用环境下所使用的电池组10呈现出更容易劣化的倾向。

如图8中所说明了的那样，若预先将再利用的电池模块12的电阻上升率分成多个等级，则能够将属于与电池组10的使用状态对应的等级的电池模块12用作组装于电池组10的电池模块12。若预先使温度分布与电阻上升率的等级对应，则能够根据温度分布确定电阻上升率的等级。若确定了电阻上升率的等级，则能够将属于所确定的等级的电池模块12用作组装于电池组10的电池模块12。

作为温度分布与电阻上升率的等级之间的对应关系能够形成为：温度分布越朝温度较高的一侧偏移，则越提高电阻上升率的等级。换言之，温度分布越朝温度较高的一侧偏移，则越选择电阻上升率较低的一侧的电池模块12作为组装于电池组10的电池模块12。当使温度分布与电阻上升率的等级对应时，例如，能够使温度分布的峰值与电阻上升率的等级对应，或者使温度分布的平均值与电阻上升率的等级对应。

例如，在图9B所示的温度分布中，能够将等级I的电池模块12用作A电池模块12。并且，在图9A所示的温度分布中，能够将等级II的电池模块12用作A电池模块12。

在图9B所示的SOC分布中，A～D电池模块12的电阻上升率容易增加。此处，通过将等级I的电池模块12用作A电池模块12，A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。由此，能够抑制A电池模块12的更换频率增加的情况。

另一方面，在图9A所示的温度分布中，与图9B所示的温度分布相比，A～D电池模块12的电阻上升率难以增加。因而，即便将等级低于等级I的等级II的电池模块12用作A电池模块12，也能够使A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。

作为使用历史的一例，图10A及图10B示出电池组10的各SOC的累计时间的分布。在图10A及图10B中，纵轴表示累计时间，横轴表示电池组10的SOC的区块。累计时间是当不进行电池组10的充放电时维持各SOC区块所包含的SOC的时间。当将电池组10搭载于车辆时，累计时间例如是当车辆的点火开关断开时维持各SOC区块所包含的SOC的时间。

如图7A以及图7B所说明的那样，例如，能够通过以规定变化量对规定的SOC范围进行区分来设定SOC的区块。规定的SOC范围能够如图7A及图7B中所说明的那样适当设定。

控制器30计算（推定）使电池组10的充放电停止时的电池组10的SOC。当将电池组10搭载于车辆时，控制器30计算点火开关从接通切换到断开时的电池组10的SOC。与点火开关的接通及断开相关的信息被输入到控制器30。

控制器30能够判别所计算出的SOC属于哪个SOC区块。并且，控制器30使用计时器计测使电池组10的充放电停止的时间。

从开始电池组10的充放电起，到再次使充放电停止时，控制器30计算电池组10的SOC，并且计测使充放电停止的时间。当在互不相同的时刻计算出的SOC属于相同的SOC区块时，控制器30对计测时间进行累计。由此，如图10A及图10B所示，能够获得与SOC区块相应的累计时间。

对图10A以及图10B进行比较可知，在图10B中，累计时间的分布朝SOC较高的一侧偏移。换言之，在图10B所示的状态下，与图10A所示的状态相比，电池组10的SOC维持在较高的状态。电池组10的SOC越维持在较高的状态，电池组10（电池模块12）的电阻上升率越容易增加。因而，与在图10A的使用环境下所使用的电池组10相比，在图10B的使用环境下所使用的电池组10呈现出更容易劣化的倾向。

如图8中所说明的那样，若预先将再利用的电池模块12的电阻上升率分成多个等级，则能够将属于与电池组10的使用状态对应的等级的电池模块12用作组装于电池组10的电池模块12。若预先使累计时间的分布与电阻上升率的等级对应，则能够根据累计时间的分布来确定电阻上升率的等级。若确定了电阻上升率的等级，则能够将属于所确定的等级的电池模块12用作组装于电池组10的电池模块12。

作为累计时间的分布与电阻上升率的等级之间的对应关系能够形成为：累计时间的分布越朝SOC较高的一侧偏移，则越提高电阻上升率的等级。换言之，累计时间的分布越朝SOC较高的一侧偏移，越能够使用电阻上升率较低的一侧的电池模块12。当使累计时间的分布与电阻上升率的等级对应时，例如，能够使累计时间的分布的峰值与电阻上升率的等级对应，或者使累计时间的分布的平均值与电阻上升率的等级对应。

例如，在图10B所示的累计时间的分布中，能够将等级I的电池模块12用作A电池模块12。并且，在图10A所示的累计时间的分布中，能够将等级II的电池模块12用作A电池模块12。

在图10B所示的累计时间的分布中，A～D电池模块12的电阻上升率容易增加。此处，通过将等级I的电池模块12用作A电池模块12，使得A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。由此，能够抑制A电池模块12的更换频率增加的情况。

另一方面，在图10A所示的累计时间的分布中，与图10B所示的累计时间的分布相比，A～D电池模块12的电阻上升率难以增加。因而，即使将等级低于等级I的等级II的电池模块12用作A电池模块12，也能够使得A电池模块12的电阻上升率难以达到阈值K。

在本实施例的电池组10中，多个电池模块12电串联，但是并不局限于此。具体而言，如图11所示，电池组10也可以包括电并联的多个电池模块12。在图11中，电池组10具有电并联的第一电池组13A以及第二电池组13B。

在第一电池组13A中，多个电池模块12电串联。并且，在第二电池组13B中，多个电池模块12电串联。

在图11所示的电池系统中，能够在第一电池组13A以及第二电池组13B中分别以本实施例中说明的方式更换电池模块12。即，当将各电池组13A、13B所包含的电池模块12更换为再利用的电池模块12时，能够使得再利用的电池模块12的电阻上升率低于继续使用的电池模块12的电阻上升率。例如，当更换第一电池组13A所包含的电池模块12时，能够使再利用的电池模块12的电阻上升率低于在第一电池组13A中继续使用的电池模块12的电阻上升率。

当存在多个继续使用的电池模块12时，优选使得再利用的电池模块12的电阻上升率低于继续使用的多个电池模块12的电阻上升率中的最低的电阻上升率。当更换第一电池组13A所包含的电池模块12时，再利用的电池模块12的电阻上升率即便不低于第二电池组13B所包含的电池模块12的电阻上升率也无妨。

当第一电池组13A以及第二电池组13B电并联时，不仅能够对电池组13A、13B两者进行充放电，还能够仅对电池组13A、13B中的一方进行充放电。因而，当更换电池模块12时，只要在各电池组13A、13B中具有本实施例中所说明的电阻上升率的关系即可。

在上述说明中，将电池组10的温度、SOC的历史用作电池组10的使用历史，但是并不局限于此。例如，当将电池组10搭载于车辆时，能够将车辆的行驶距离用作电池组10的使用历史。

首先，当电池组10处于预先假定的使用状态时，预先确定车辆的行驶距离与电池模块12的电阻上升率之间的关系。在获取了车辆的行驶距离时，当实际的电池模块12的电阻上升率高于与行驶距离对应的电阻上升率时，可知电池模块12的劣化的发展速度快。在该情况下，当更换电池模块12时，能够将等级较高一侧的电池模块12、换言之为电阻上升率较低的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。由此，能够抑制再利用的电池模块12的更换频率增加的情况。

另一方面，在获取了车辆的行驶距离时，当实际的电池模块12的电阻上升率低于与行驶距离对应的电阻上升率时，可知电池模块12的劣化的发展速度慢。在该情况下，当更换电池模块12时，能够将等级较低一侧的电池模块12、换言之为电阻上升率较高的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。

能够将电池组10的充放电电流用作电池组10的使用历史。对电池组10进行充放电时的电流值越增加，电池模块12越容易劣化。具体而言，当以高倍率进行电池组10的充放电时，离子浓度在正极或者负极产生不均，电池模块12的电阻上升率增加。

因而，当以高倍率进行充放电时，能够将等级较高的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。当并未以高倍率进行充放电时，电池模块12的电阻上升率难以增加，因此能够将等级较低的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。

能够将电池模块12的电压用作电池组10的使用历史。以使得电池模块12的电压在上限电压与下限电压之间变化的方式对电池组10的充放电进行控制。当电池模块12的电压停留于上限电压、下限电压时，电池模块12容易劣化。

因此，能够基于电池模块12的电压停留于上限电压或者下限电压的时间（累计时间）决定再利用的电池模块12的等级。具体而言，电池模块12的电压停留于上限电压或者下限电压的时间越长，越能够将等级较高的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。另一方面，电池模块12的电压停留于上限电压或者下限电压的时间越短，越能够将等级较低的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。

电池模块12的满充电容量根据电池组10的使用状态而发生变化。满充电容量越降低，电池模块12越劣化。因此，继续使用的电池模块12的满充电容量越降低，越能够将等级较高的一侧的电池模块12用作再利用的电池模块12。由此，与本实施例相同，能够抑制再利用的电池模块12的更换频率增加的情况。

能够通过以恒定电流对电池模块12进行充电或者放电计算继续使用的电池模块12的满充电容量。作为满充电容量的测定方法，例如，测定即将开始对电池模块12进行充电之前的电压V0，并且测定结束电池模块12的充电并将分级成分消除后的电压V1。并且，通过测定对电池模块12进行充电的期间的电流求出电流累计值ΣI0。接下来，利用预先求得的电池的OCV曲线求出从电压V0充电至电压达到V1时的SOC的变化量ΔSOC。通过利用变化量ΔSOC除电流累计值ΣI0，能够求得满充电容量（Ah）。满充电容量的计算能够在更换电池模块12时进行。

另一方面，当对继续使用的电池模块12的满充电容量为同等程度的电池组10进行比较时，在SOC分布朝SOC较低的一侧偏移的电池组10中、即图7A以及图7B中的对应于图7A的电池组10中，能够使用等级较低的一侧的电池模块12。当对继续使用的电池模块12的满充电容量为同等程度的电池组10进行比较时，在温度分布朝温度较低的一侧偏移的电池组10中、即图9A以及图9B中的对应于图9A的电池组10中，能够使用等级较低的一侧的电池模块12。

并且，关于累计时间的分布，在SOC较低的一侧的累计时间比SOC较高的一侧的累计时间长的电池组10中、即图10A以及图10B中的对应于图10A的电池组10中，能够使用等级较低的一侧的电池模块12。换言之，等级较低的一侧的电池模块12是电阻上升率较高的一侧的电池模块12。

Claims (18)

1.一种诊断装置，该诊断装置进行与蓄电装置的再利用相关的诊断，所述蓄电装置由多个蓄电元件电串联而成，

所述诊断装置的特征在于，

所述诊断装置具有：

电压传感器，该电压传感器检测将所述多个蓄电元件分成多个模块时的所述各模块的电压；

电流传感器，该电流传感器检测所述蓄电装置的电流；以及

控制器，该控制器基于所述电压传感器的输出以及所述电流传感器的输出计算所述各模块的内部电阻，

所述控制器将所述多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻确定为与所述蓄电装置的再利用相关的诊断指标。

2.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

所述各模块具有多个所述蓄电元件。

3.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

所述各模块相当于所述各蓄电元件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的诊断装置，其特征在于，

所述蓄电装置搭载于车辆，输出用于所述车辆的行驶的能量。

5.一种诊断方法，该诊断方法是进行与蓄电装置的再利用相关的诊断的方法，所述蓄电装置由多个蓄电元件电串联而成，

所述诊断方法的特征在于，具有：

基于所述蓄电装置的电流和将所述多个蓄电元件分成多个模块时的所述各模块的电压计算所述各模块的内部电阻的步骤；以及

将所述多个模块的内部电阻中的最高的内部电阻确定为与所述蓄电装置的再利用相关的判断指标的步骤。

6.根据权利要求5所述的诊断方法，其特征在于，

通过对所述最高的内部电阻与确定能否对所述蓄电装置进行再利用的界限的阈值进行比较来诊断能否对所述蓄电装置进行再利用。

7.根据权利要求5或6所述的诊断方法，其特征在于，

所述各模块具有多个所述蓄电元件。

8.根据权利要求5或6所述的诊断方法，其特征在于，

所述各模块相当于所述各蓄电元件。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的诊断方法，其特征在于，

所述蓄电装置搭载于车辆，输出用于所述车辆的行驶的能量。

10.一种蓄电装置，其特征在于，

具有电串联的多个蓄电元件，

当将所述多个蓄电元件分成多个模块时，相对于第二模块，使用再利用的所述蓄电元件来更换第一模块，

当更换所述第一模块时，所述第一模块的电阻上升率低于所述第二模块的电阻上升率。

11.根据权利要求10所述的蓄电装置，其特征在于，

所述第一模块的数量少于所述第二模块的数量。

12.根据权利要求10或11所述的蓄电装置，其特征在于，

具有多个所述第二模块，

所述第一模块的电阻上升率低于所述多个第二模块的电阻上升率中的最低的电阻上升率。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，

所述第一模块的电阻上升率是与更换所述第一模块之前的所述蓄电装置的使用历史建立有对应的电阻上升率。

14.根据权利要求13所述的蓄电装置，其特征在于，

所述使用历史是促进所述蓄电元件的劣化的参数的历史。

15.根据权利要求13或14所述的蓄电装置，其特征在于，

所述使用历史是所述蓄电装置的各SOC的发生频率、所述蓄电装置的各温度的发生频率、或者维持所述蓄电装置的SOC时的各SOC的累计时间。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，

所述各模块包括多个所述蓄电元件。

17.根据权利要求10至15中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，

所述各模块相当于所述各蓄电元件。

18.根据权利要求10至17中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，

所述多个蓄电元件搭载于车辆，输出用于所述车辆的行驶的能量。

Images