专利名称：电池异常预测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种搭载了由多个单电池构成的电池组的电池异常预测系统。本申请对2010年11月4日在日本申请的特愿2010 — 247675号主张优先权，在此引用了其内容。
背景技术：
现有技术中，例如由多个单电池(例如二次电池)构成的电池组在电动汽车等电池系统中被使用。在搭载于电池系统的电池组中，对具有预定电容的各二次电池进行充电放电，利用通过该充电放电产生的电力使电力负载运行。但是，重复该充电放电后的各二次电池的电容(也称为“残留电容”)因各二次电池的制造差异、或温度、湿度等使用环境不同，存·在各自变为不同值的情况。因此，对残留电容不同的二次电池重复充电放电时，存在特定的二次电池的退化和其他二次电池的退化相比较严重的情况。因此开发出了下述技术测定各二次电池的内部电阻值，根据测定的内部电阻值，检测各二次电池的退化的同时，控制充电放电(例如参照下述专利文献I)。该技术提高了二次电池、使用多个该二次电池的电池组的性能、可靠性。并且提出了以下方案如果任意一个二次电池发生异常时，对用户(单电池的驱动对象的设备/系统及其使用者)警告(显示)该二次电池的异常(例如参照下述专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008 - 118790号公报专利文献2 日本特开2003 - 125540号公报

发明内容
发明要解决的问题 但是，在专利文献2示例的现有技术中，在检测出二次电池为异常状态后向用户发出警告。因此，在接收到二次电池发生异常的警告且作为对应不得不停止设备/系统时，虽然有必要在当前时刻下使电池系统运行，但却无法运行。针对这一点，也可考虑将预备的二次电池储备到电池系统中，但对于如何切换控制该储备的二次电池，需进一步继续进行开发。这种情况对电池系统而言不利，假设例如在高速行驶的电动汽车上搭载的电池组中发生异常的情况，则从安全性的角度出发，要求进一步的改良。本发明鉴于上述现有问题而出现，其目的在于提供一种进一步提高安全性、便利性的电池系统。用于解决问题的手段本发明的电池异常预测系统具有正常范围判定部，取得表示多个单电池各自的状态的参数值，判断所取得的上述参数值是否是正常的值；统计处理部，将判断是上述正常的值的多个参数值分别分类到以预定的间隔分割的范围，进行上述分类的上述参数值的统计处理；状态判断部，根据通过上述统计处理部统计处理的结果，判断上述多个单电池的状态，根据上述判断的结果，判断上述多个单电池的状态是否处于可能从通常状态转移到异常状态的状态。发明的效果根据本发明，可抑制判断所需的处理的负载，同时在系统中搭载的多个单电池变为异常状态前，可预测到可能陷于该异常状态的单电池。因此，可实现一种具有良好安全性的电池系统。


图I是表示本实施方式的二次电池异常预测系统的构成的框图。
图2是表示同一实施方式涉及的各电池单元的连接、电池组和CMU、BMU的连接关系的功能框图。图3是表示同一实施方式涉及的电压取得部取得的第I电池单元 第20电池单兀的各电压值的一例的图。图4是表示判断同一实施方式涉及的电池组的异常预测的步骤的流程图。图5是在判断同一实施方式涉及的电池组的异常预测的步骤中，对预测判定进行详述的流程图。图6是通过条形图表示同一实施方式涉及的电池组的电压分布的图(正规分布的)的一例。图7是通过条形图表示同一实施方式涉及的电池组的电压分布的图(具有两个极大值的分布)的一例。
具体实施例方式以下参照附图详细说明本发明涉及的电池系统。(第I实施方式)图I是表示本实施方式的电池系统的构成的框图。本实施方式的电池系统具有以下功能在构成电池组的单电池(例如二次电池)产生异常前，表示(预测)该单电池的状态处于可能从通常状态向异常状态转移的状态。以下将具有该功能的电池系统称为“电池异常预测系统”，其中以搭载了二次电池的二次电池异常预测系统为例，说明其具体构成。图I是表示本实施方式的二次电池异常预测系统I的构成的框图。二次电池异常预测系统I例如是电动汽车。该二次电池异常预测系统I的构成包括电池组10、上位控制装置18、显示部40、电力负载50、及BMS (Battery ManagementSystem/电池管理系统)25。电池组10和作为该电池组的监视控制装置的BMS25可作为一个电池模块(省略图示)构成，从二次电池异常预测系统I的外部嵌入到二次电池异常预测系统I的内部。通过上述电池模块，可从二次电池异常预测系统I的外部容易地更换该电池模块。电力负载50、上位控制装置18、及显示部40预先组装到二次电池异常预测系统I。并且，也存在将二次电池异常预测系统I中的上位控制装置18及BMS25统一称为控制装置的情况。其中，本发明的二次电池异常预测系统I (电池系统)除了电动汽车外，例如也可是叉车等工业车辆、电车、在作为电力负载50的电动机上连接了推进器或螺旋桨的飞行设备或船等移动体。进一步，二次电池异常预测系统I例如也可是家庭用电力储存系统、和风车、太阳光这样的自然能发电组合的电网稳定蓄电系统(系統連系円滑化蓄電'>/Grid-stabilization Power-storage System)等固定用的系统。S卩，二次电池异常预测系统I是对利用构成电池组10的多个二次电池的电力的充电放电的系统的总称。电池组10中，作为多个单电池包括二次电池lla llh，向二次电池异常预测系统I的电力负载50提供电力。在本实施方式中，多个二次电池Ila lId、lle^lIh分别串联(分别称为“电池串”)，并且该电池串进一步并联，从而构成电池组10。以下将二次电池Ilallh统称为“二次电池11”。此时，并列相邻的电池串之间例如经由开关彼此连接，在进行下述预测判定处理时，BMU30中的状态判断部33 (后述)为排除其他串的影响进行适 当分串，从而可按照各电池串逐个进行预测判定。各二次电池11上安装有测量温度值、电压值、电流值等测量信息的各种传感器，通过该传感器测量并输出的测量信息输入到稍后详述的BMS25中。以下对二次电池11，以多个正极板和多个负极板经由隔膜交互层压并容纳到电池容器的层压型锂离子二次电池为例进行说明。但不限于该层压型锂离子二次电池，也可分别使用带状的正极板和负极板经由隔膜在电池容器内缠绕的缠绕型锂离子二次电池、或包括一次电池的其他电池。上位控制装置18对应用户的指示(例如用户对油门的踩踏量)控制电力负载50，并且接收从BMS25发送的电池组10的相关信息(是和上述测量信息相关的信息，包括通过BMS25计算的各二次电池11的充电率SOC等)，控制显示部40，适当将相关信息显示到显示部40。上位控制装置18为了使BMS25进行下述预测判定处理，以预定的时序向BMS25输出判定开始信号。该预定的时序例如可以是每几秒、每几分钟、或者每I小时、每24小时等每预定时间，也可不定期(例如由用户进行退化判定开始的指示时)地输出上述判定开始信号。并且，上位控制装置18在判断上述相关信息的至少一部分是异常值时，对用户提示警告。具体而言，使显示部40中内置的异常灯亮灯等(光学性的显示即可，因此也可在下述监视器的画面中进行表示其为异常的显示)，并且使显示部40中内置的蜂鸣器等音响装置运行，发出警报，通过光和声音刺激视觉及听觉，引起用户注意。显示部40例如是具有上述音响装置的液晶面板等监视器，根据来自上位控制装置18的控制，进行构成电池组10的二次电池11的上述相关信息的显示等。此外，该显示部40是在本说明书中使用的“提示部”的一例，作为提示部的其他例子，例如包括上述蜂鸣器、下述扬声器等。电力负载50是和电动汽车的车轮连接的电动机、换流器等电力变换器。电力负载50也可是驱动雨刮器等电动机。接着参照图2详述构成BMS25的CMU (Cell Monitor Unit/电池监测单元)20和BMU3O (Battery Management Unit/电池管理单兀)的连接关系、及二次电池11和CMU20的连接关系。在本实施方式中，如图I所示，在上述各电池串上分别设置CMU20 — 1、20 — 2。以下在统称CMU20 - 1,20 - 2时记载为“CMU20”。此外，为简化说明，二次电池Ile Ilh及CMU20 - 2相关的记载分别和二次电池Ilalld及CMU20 — I相同，因此省略，对二次电池Ila Ild及CMU20 — I继续进行说明。CMU20具有未图不的ADC(Analog Digital Converter/模拟数字转换器),将各二次电池11上设置的上述各种传感器检测并输出的多个上述测量信息分别作为模拟信号接收。并且，CMU20将这些模拟信号通过ADC变换为分别对应的数字信号后，作为用于计算上述相关信息、预测判定(后述)的多个参数值，输出到BMU30。接着说明各种传感器的设置方式。如图2所示，和二次电池Ilalld—一对应，分别设置电压计VaH具体而言，在对应的二次电池11的正极端子和负极端子之间分别连接各电压计Va Vd，该电压计Va Vd分别测量对应的二次电池11的电压值。并且，和二次电池Ilalld —一对应，如图I所示分别设置温度计TaH具体而
言，在对应的二次电池11的电池容器的外表面(设置位置可任意选择)上分别设置各温度计Ta Td，各温度计Ta Td分别测量对应的二次电池11的温度值。进一步，为测定可施加到电力负载50的最大电压，在电池组10的正极端子和负极端子之间连接电压计24。在本实施方式中，例如在存在于预定的电池串(二次电池Ila Ild通过总线12串联的构成)的两端的二次电池Ila的正极端子和二次电池Ild的负极端子之间，连接电压计24。并且，测量在电池组10中流动的电流值的电流计Ia设置在电池组10和电力负载50之间。此外，上述电流计Ia及电压计24也是上述各种传感器的一例。此外，也可将二次电池11中的电池容器的电位作为上述测量信息测定。具体而言，将各二次电池11的正极端子和电池容器经由预定的电阻电连接。另一方面，将容器电压测定用的电压计分别连接到各二次电池11的负极端子和电池容器。这样一来，可测定各二次电池11中的电池容器的电位(称为“容器电位(缶電位)”)。和各二次电池11连接的CMU20的构成包括参数值输出部21。参数值输出部21检测上述各二次电池11的电压值、温度值和容器电位、及从电压计24取得的电池组10整体的电压值、从电流计Ia取得的电流值等上述测量信息。并且，参数值输出部21包括上述ADC，将检测出的上述测量信息通过ADC变换为数字信号后，作为参数值输出到BMU30。BMU30根据从CMU20输入的电池组10及各二次电池11各自的上述参数值，每当从上位控制装置18输入上述判定开始信号时，进行下述预测判定处理，将该判定结果输出到上位控制装置18。如图2所示，BMU30的构成包括正常范围判定部31、统计处理部32、状态判断部33及输出部34。BMU30经由收发数据的未图示的总线和CMU20及上位控制装置18连接，对应该上位控制装置18的指令，控制对电力负载50的供电的开始、停止。 接着详述使用BMU30的各构成由BMS25执行的预测判定处理。此外，以下作为BMS25 (在本实施方式中是构成BMS25的BMU30)进行的预测判定的一例，说明根据本实施方式涉及的电池组10的电压值的状态进行预测判定的步骤。此夕卜，BMS25也可根据其他种类的参数值(各二次电池11的温度值、容器电位等)进行预测判定，但和电压值时一样，因此省略其说明。并且，为易于理解本实施方式的主旨，在电池组10中，使20个(η = 20)二次电池
11(第I 二次电池IIa 第20 二次电池lit)串联，对该电池组10连接一个CMU20。并且，在第I 二次电池Ila 第20 二次电池Ilt上分别连接作为各种传感器的一例的第I电压计Va 第20电压计Vt。图3是表示CMU20的参数值输出部21取得的第I 二次电池I Ia 第20 二次电池Ilt的各电压值的一例的图。参数值输出部21以预先确定的预定周期、例如I秒间隔，取得第I 二次电池IIa 第20 二次电池Ilt的各电压值。在本实施方式中，如图3所示，将二次电池11的号码和该二次电池11的电压值建立关联。具体而言，电池组10串联，因此例如通过测定第20 二次电池Ilt的负极和与预定号码对应的二次电池11的正极之间的电压值，可确定该预定号码的二次电池11的位置。因此，BMS25可使二次电池11的位置(与预定的号码对应)和与该位置对应的二次电池11的电压值建立关联。 正常范围判定部31根据从参数值输出部21输出的多个参数值(上述温度值、容器电压等，在本实施方式中是多个电压值)，判断各参数值是否处于预先确定的预定范围内。具体的判断方式如下。即，如图4所示，参数值输出部21取得构成电池组10的各二次电池11的电压值(步骤SI)。此时，CMU20使构成电池组10的各二次电池11的位置、和对应的二次电池11的电压值建立关联(参照图3)。并且，参数值输出部21对第I 二次电池Ila 第20 二次电池Ilt判断是否取得了所有的电压值(步骤S2)。未取得所有电压值时(步骤S2 :否)，直到取得所有电压值为止，重复步骤S I和步骤S2。另一方面，当取得了所有电压值时(步骤S2 :是)，参数值输出部21将取得的上述电压值(电压值V1I2tl)分别变换为作为数字信号的参数值后，将该参数值输出到BMU30的正常范围判定部31。正常范围判定部31判断输入的所有参数值是否在正常范围(是否处于预定范围内)(步骤S3)。其中，“处于预定范围内”是指，构成电池组10的各二次电池11处于满足设想的规格的充分状态，变为由二次电池11的制造商预先设定的值。表示该预定范围的信息(电压的上限值Vp及下限值Vs)例如预先记录到BMU30的存储器(省略图示)内。因此，正常范围判定部31读取该上限值Vp和下限值Vs，判定所有二次电池Ilallt的电压值(V广V2tl)是否在该下限值Vs以上、且在上限值Vp以下。并且，正常范围判定部31在判定所有二次电池11的电压值为下限值Vs以上、且上限值Vp以下时，判定构成电池组10的所有二次电池11的电压值为正常的状态。并且，当电压值V广V2tl全部在正常范围内时(步骤S3 :是)，正常范围判定部31将该电压值V广V2tl输出到统计处理部32。并且，根据该电压值V1I2tl, BMS25进行下述预测判定(步骤S5)。另一方面，电压值V广V2tl中只要有一个在正常范围外(步骤S3 :否)，BMU30进行以下控制(步骤S4):将对应的二次电池11在正常范围外有电压电平(即是异常电压)的判定结果，作为警告显示输出到显示部40。此时，BMU30也可进行限制电池组10的输出的控制(例如将来自电池组10的输出限制为50%，或逐渐使输出为零等)。并且，BMU30也可代替警告显示或在其基础上增加从电动汽车等具有的扬声器等进行声音警告。
接着参照图5等继续说明BMS25进行的预测判定。在本实施方式中，BMS25根据判定在正常范围内的上述多个参数值(电压值)，生成次数分布，通过简单地判定该次数分布是否是正规分布，来预测电池组10的异常。以下详述该预测判定。统计处理部32从正常范围判定部31输入各二次电池11的参数值(各二次电池11的温度值、电压值、容器电位、或电池组10整体的电压值、电流值等)。统计处理部32例如根据输入的各电压值进行统计处理(生成次数分布)，将统计处理的信息输出到状态判断部33。此外，统计处理部32也可对其他参数值也同样进行统计处理，将统计处理的信息(后述)输出到状态判断部33。具体的统计处理如下进行。即，首先，统计处理部32设定用于将输入的所有电压值V1I^1分类的分割数N (步骤S 101)。分割数N是正的整数，例如根据下式(I)设定。·(Vp-Vs) Wl=N: I ...... (I)其中，Wl是下述次数分布中的预定大小的电压值，通过实验等预先计算。如公式
(I)所示，该Wl由上述上限值Vp和下限值Vs的幅度比规定，作为用于判定上述次数分布是否是正规分布的指标使用。此外，如减小该Wl的值，则分割数N变大，分割为较细小的范围并分类多个参数值。本实施方式的主旨是，抑制BMS25的处理负载的同时，简单地进行电池组10的异常预测(稍后详述)。从这样的角度出发，在本实施方式中，将Wi的值设定得较大。例如，使上述上限值Vp、下限值Vs分别为4. 2V、2. 7V，使Wl为O. 3V时，根据公式(1)，分割数N为5。以下以分割为5进行说明，但上述上限值\、下限值VS、W1及分割数N的值是一例，当然可根据二次电池11、二次电池异常预测系统的规格适当设定。此外，也可将和电压值的上限值Vp及下限值入的差分对应的分割数与该差分建立关联，并预先存储到存储器(未图示)中。此时，例如差分Λ Tl时的分割数为5、差分Λ Τ2时的分割数为7，预先存储到上述BMU30内的存储器(省略图示)中。统计处理部32根据计算出的分割数(采样数)N,以横轴为电压值、纵轴为次数，将取得的电压值分别作为次数分布进行分类(步骤S102)。图6表示上述次数分布的一例。在图6所示的条形图中，纵轴是次数，横轴是电压值。其中，条g401表示作为第I范围提取的电压值的次数。条g402表示作为第2范围提取的电压值的次数。条g403表示作为第3范围提取的电压值的次数。条g404表示作为第4范围提取的电压值的次数。条g405表示作为第5范围提取的电压值的次数。在本实施方式中，上限值Vp为4. 2V，下限值Vs为2. 7V，分割数为5。因此，上述第I范围是2. 7V含第I范围〈3. 0V，上述第2范围是3. OV兰第2范围〈3. 3V，上述第3范围是3. 3V兰第3范围<3. 6V，上述第4范围是3. 6V兰第4范围〈3. 9V，上述第5范围是3. 9V兰第5范围〈4. 2V。接着，统计处理部32计数取得的各电压值在各范围内有几个(计数次数P)。并且，统计处理部32使计算出的各范围(第I范围 第N范围(N在本实施方式中是“5”))各自的次数Pn (I ^ n ^ N)，与计算各次数Pn的范围的范围号码对应，输出到状态判断部33。接着，状态判断部33根据通过统计处理部32做成的次数分布，计算出该次数分布的峰值(步骤S 103)。具体而言，接收到各范围的次数的状态判断部33，首先对分类为N个的相邻的范围间的第η个范围和第η — I个范围的次数的差分Ζη(η是正的整数，且I = N)，按照电压值从低到高依次计算，判定计算出的次数的差分Zn是正值、负值还是O。S卩，次数分布中存在的各范围中，设从电压值低的范围开始属于第η个范围的次数为Pn时，状态判断部33使用下述通式(2)求出次数的差分Zn。Z (η) = P (η) — P (η_0 (I = η = N) ...... (2)其中，ρ(。)=O。例如，在图6所示的例子中，分成5个的各范围间的次数的差分Zn的计算如下所示。即，左端Ζω成为“属于第I范围的次数P1 - O =正值”，Z⑵成为“属于第2范围的次数P2 —属于第I范围的次数P1 =正值”，Z⑶成为“属于第3范围的次数P3 —属于第2范围的次数P2 =正值”，Z⑷成为“属于第4范围的次数P4 —属于第3范围的次数P3 =负值”，Z⑸成为“属于第5范围的次数P5 —属于第4范围的次数P4 =负值”。
并且，状态判断部33确定在第I范围 第N范围中上述计算出的次数的差分Zn的值拐点的地方、例如上述差分值从正变负的相邻的两个范围。并且，状态判断部33在由第I范围 第N范围的条形图构成的组看上去像山形时，认为该两个范围中、范围号码较小的范围的条形图相当于该山形的峰值，并存储。例如在图6所示的次数分布的例子中，次数的差分Z⑶和Z⑷中，差分值从正变为负，上述确定的范围是第3范围和第4范围。因此，状态判断部33在由第I范围 第N范围的条形图(g40fg405)构成的组看上去像山形时，计算出在第3范围内存在该山形的峰值，进行在第3范围内存在该峰值为主旨的存储处理。接着，状态判断部33判断在从统计处理部32输入的次数分布中，是否存在表示相同次数的峰值(步骤S 104)。此时，在由第I范围 第N范围的条形图构成的组看上去像山形时，在该山形存在相同高度的多个峰值，因此该次数分布不是正规分布，BMS25判定是电池组10预测异常的状态(步骤S 105)，将该判定结果输出到输出部34 (步骤S108)。另一方面，在步骤S104中，在上述次数分布中不存在相同值的峰值时(即在各范围间最大峰值有一个时)，状态判断部33判定(a)无其他峰值，或(b)其他峰值所属的范围的次数相对于最大峰值所属的范围的次数的比例(比)为预定值以下(步骤S 106)。具体而言，对上述(b)，设最大峰值所属的范围的次数为Pm、其他峰值所属的范围的次数为Pc Cm和c为正整数，均为N以下的数，m古c)时，状态判断部33判断是否满足下式(3)。Pc 刍 Pm/T...... (3)其中，T是正整数，是规定最大峰值的高度相对其他峰值的高度以某程度突出的数值。如何设定该T值，根据二次电池11、二次电池异常预测系统的规格，通过实验等预先规定，但如果其他峰值的高度是最大峰值高度的25%左右,则一般情况下上述山形的峰值实质上可视为一个，因此优选4兰T。如上所述，当满足公式(3)时，判定(视作)该次数分布为正规分布。并且，当不存在其他峰值、或满足公式(3)时(步骤S106中“是”)，BMS25判定电池组10为正常状态(步骤S 107)，将该判定结果输出到输出部34 (步骤S108)。在本实施方式中，例如设T = 7，继续进行下述说明。例如，在图6所示的次数分布中，在条g403的范围内有拐点的地方存在一个，表示最大峰值的范围的次数是条g403的范围的次数。另一方面，因不存在其他峰值，所以公式(3)的判断未实施，可判断该次数分布是正规分布。次数分布的其他例如图7所示。该图7所示的次数分布的各范围间的次数的差分Zn的计算结果如下所示。即，Z⑴成为“属于第I范围的次数P1 - O =正值”，Z⑵成为“属于第2范围的次数P2 —属于第I范围的次数P1 =负值”，Z⑶成为“属于第3范围的次数P3 一属于第2范围的次数P2 =正值”，Z⑷成为“属于第4范围的次数P4 —属于第3范围的次数P3 =负值”，Z⑸成为“属于第5范围的次数P5 —属于第4范围的次数P4=负值”，峰值在条g411和条g513中共存在两个。并且如上所述，状态判断部33中，各峰值所属的范围的次数也和各自的范围对应输入(即，和计算出各次数Pn的范围的范围号码对应，输入各次数Pn)，因此可判断哪个范围是最大峰值，从而将条g413的次数判定为最大峰值。接着，状态判断部33根据上述公式(3)，判断是否满足其他峰值(条g411)的次数
^ (作为最大峰值的条g413的次数)/7的关系。并且，当满足公式(3)的关系时，虽然存在多个峰值，但该次数分布视为正规分布，因此判定电池组10是正常的状态。另一方面，当不满足公式(3)的关系时，即除了最大峰值外存在无法忽略的其他峰值时，该次数分布不视为正规分布，判定电池组10预测异常。此外，在图7所示的例子中，以峰值存在共两个的情况为例，但当存在3个以上时也可进行同样的判定，这是不言自明的，因此省略说明。进行了以上所述的预测判定的处理后，状态判断部33将判定结果输出到输出部34，从而结束图4的步骤S5的预测判定。此外，第I 二次电池I Ia 第20 二次电池Ilt中，在几个二次电池11使用开始后更换时，也存在判断是图7的分布的情况。这种情况下，用户意识到产生了退化状态的不均，BMS25将该更换相关的信息保持到存储器(省略图示)，并且在预定时间经过后(例如通过未图示的平衡电路以一定程度使电压均等化后)，可开始预测判定的处理。回到图4，输出部34根据状态判断部33中的预测判定的结果，在未预测到异常(即，状态判断部33判定电池组10是正常状态)时，直接结束处理。此外，这种情况下，输出部34也可经由上位控制装置18在显示部40上进行以电池组10正常为主旨的显示。另一方面，在步骤S6中预测电池组10异常时，输出部34进行以下控制(步骤S7):经由上位控制装置18在提示部(例如显示部40)上进行预测到异常的提示。作为预测到异常的提示，例如可在显示部40上显示包括预测到异常的内容在内的文字串、标记等。并且，除了显示到显示部40的上述显示外，也可替代或进一步通过声音进行预测到异常的输出，或使安装在电动汽车上的危险警示灯闪烁。并且，预测到异常的显示例如也可使次数分布的形状图表化(例如条形图化)并显示。进一步，例如也可显示所显示的条形图中的各条g中含有的电压值V广V2tl所对应的第I二次电池Ila 第20 二次电池Ilt的号码，或者可识别第I 二次电池Ila 第20 二次电池Ilt的其他信息。此外，在本实施方式中，说明了使用电池组10的第I 二次电池IIa 第20 二次电池I It的电压值V广V2tl预测异常的例子，也可根据不同的多种参数值(例如电压值和温度值)进行异常预测的处理，同时显示这些判定结果。例如，使用两种参数值进行预测判定时，在至少一个参数值的预测判定中预测到异常时，在提示部进行提示预测到异常的提示即可。这样一来，可进行提高了精度的预测判定，实现提高了安全性的二次电池异常预测系统(电池系统)。接着说明以上说明的第I实施方式的作用、效果。如上所述，在现有技术中，单电池(例如二次电池)变为异常状态后通知用户该二次单电池变为异常。因此，根据情况不同，虽然当前时刻下需要使电池系统运行，但却无法运行。在以该问题为一例而做出的本实施方式中，第一特征在于，在二次电池发生异常之前，根据从各二次电池获得的参数值进行统计处理并进行状态判断，从而进行该二次电池将来会变得异常的预测。因此，根据本实施方式，例如可事先更换预测异常的二次电池，可实现提高了安全性的二次电池预测系统。其中，上述统计处理的方法例如包括计算标准偏差、分散等的各种方法，但在导入复杂的计算处理等情况下，BMS25的处理负载增大。电池系统中搭载的BMS25还计算上述SOC运算等、和电池组10相关的重要信息，因此希望统计处理的负载较小。并且，根据本实施方式，将由各二次电池11获得的参数值按照各预定范围分类并生成次数分布，通过计算相邻的范围间的次数，预测各二次电池11的异常。因此，能够以较少的处理负载判断各二次电池11的异常预测，可抑制对其他重要信息的运算处理造成不良影响。如上所述，本实施方式的二次电池异常预测系统I根据表示二次电池的状态的参数值(上述电压、温度及容器电压等)进行统计处理后，根据各参数值的状态预测电池组10的异常。其结果是，二次电池异常预测系统I在二次电池变为异常状态前，可对于其有可能陷入异常状态或该二次电池进行提示等。此外，在本实施方式中，说明了状态判断部33计数极大值的个数、判断极大值是 否存在多个的例子，但也可计数极小值的个数。本发明不限于上述第I实施方式所示的内容，在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种变更。以下说明本发明的其他实施方式。(第2实施方式)以下说明第2实施方式。本实施方式的第I实施方式的不同点是，根据参数值的分布状态推测特定设备(例如冷却装置等)的异常(例如故障)，其他方面和第I实施方式相同。因此，和第I实施方式重复的点适当省略其说明，对作为特征的不同点加大说明比重。在本实施方式中，说明以下情况作为参数值使用温度值进行上述判断处理的结果，获得具有图7所示的两个极大值、即两个峰值的分布。状态判断部33判断条g411中分类的多个二次电池11 (各二次电池11对应的号码预先设定这一点如上所述)的号码是否集中在电池组10中的二次电池11实际配置的特定位置。例如，在模块箱(Modulecase)中容纳多个二次电池以构成电池组10的情况下，判断配置在模块箱所具有的冷却装置(省略图示)附近的多个二次电池的温度值是否均分类在条g411中。判定结果并非分类为具有最大峰值的条g413、而是分类为具有其他峰值的条g411的各二次电池集中在特定位置时(例如上述冷却装置附近)，该冷却装置可能发生故障。因此，BMS25 (状态判断部33及输出部34)除了和第I实施方式一样，对构成电池组10的二次电池11进行显示预测到异常的控制外，还进行将有可能发生故障的冷却装置的信息提示到提示部的控制。根据本实施方式，除了第I实施方式中的效果外，可确定有可能产生问题的装置(例如如果参数值为温度值则是冷却装置)，可实现提高了安全性和可靠性的二次电池异常预测系统。并且优选对发生上述异常、故障事例时的参数分布的状态，预先由二次电池异常预测系统制造者取得，或者通过模拟等算出，将各分布的状态和参数建立关联，存储到状态判断部33。因此，预先使分布状态和参数建立关联并存储，进一步与此次测定的参数的分布状态进行比较，从而在之后可高精度地判断其处于可能发生该异常、故障的状态。
此外，在本实施方式中，说明了图I所示的、作为BMS25具有CMU20和BMU30的例子，但不限于此，也可将CMU20的功能组装到BMU30而一体化。并且，也可使上位控制装置18适当进行BMU30进行的预测判定处理的一部分，作为控制装置进行预测判定。统计处理部32在不对BMS25进行的其他处理/运算造成影响的范围内，也可根据取得的多个参数值，对该参数值进行其他公知的统计处理。作为其他统计处理的例子，包括计算取得的各参数值的平均值、标准偏差值、或者分散值。也可将用于实现实施方式的图I所示的CMU20、及BMU30的各部件的功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入该记录介质中记录的程序并执行，从而进行各部件的处理。此外，这里的“计算机系统”包括OS、外围设备等硬件。并且，“计算机系统”如使用Wffff系统，则也包括主页提供环境(或显示环境)。并且，“计算机可读取的记录介质”是指软碟、光磁盘、ROM (只读存储器)、⑶一 ROM等可移动介质、经由USB (通用串行总线)、I/F (接口)连接的USB存储器、计算机系统中内置的硬盘等存储装置。进一步，“计算机可读取的记录介质”也包括成为服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器这样的、一定时间保持程序的装置。并且，上述程序可用于实现上述功能的一部分，进一步也可通过与计算机系统中已经记录的程序的组合实现上述功能。产业上的可利用性本发明涉及一种电池异常预测系统，具有正常范围判定部，取得表示多个单电池各自的状态的参数值，判断所取得的上述参数值是否是正常的值；统计处理部，将判断是上述正常的值的多个参数值分别分类到以预定的间隔分割的范围，进行上述分类的上述参数值的统计处理；状态判断部，根据通过上述统计处理部统计处理的结果，判断上述多个单电池的状态，根据上述判断的结果，判断上述多个单电池的状态是否处于可能从通常状态转移到异常状态的状态。根据本发明，可抑制判断所需的处理的负载，同时在系统中搭载的多个单电池变为异常状态前，可预测到可能陷于该异常状态的单电池。因此，可实现一种具有良好安全性的电池系统。附图标记I 二次电池异常预测系统10电池组I Ia I It 次电池2OCMU (Cell Monitor Unit/ 电池监测单兀)
21参数值输出部la、Ib 电流计Va^Vh>24 电压计30BMU (Battery Management Unit/ 电池管理单兀)40显示部50电力负载Ta Th温度计
31正常范围判定部32统计处理部33状态判断部34输出部
权利要求
1.一种电池异常预测系统，具有 正常范围判定部，取得表示多个单电池各自的状态的参数值，判断所取得的上述参数值是否是正常的值； 统计处理部，将判断是上述正常的值的多个参数值分别分类到以预定的间隔分割的范围，进行上述分类的上述参数值的统计处理； 状态判断部，根据通过上述统计处理部统计处理的结果，判断上述多个单电池的状态，根据上述判断的结果，判断上述多个单电池的状态是否处于可能从通常状 态转移到异常状态的状态。
2.根据权利要求I所述的电池异常预测系统， 上述统计处理部根据取得的上述多个参数值及上述分割的各范围，生成次数分布， 上述状态判断部根据上述分割的各范围中相邻的范围间的次数的差分，判断上述次数分布的状态。
3.根据权利要求2所述的电池异常预测系统， 上述统计处理部根据规定上述正常的值的参数值的上限值和下限值的差分、和上述预定的间隔的比例，设定分割数， 上述状态判断部在上述次数分布中存在多个峰值时，根据最大峰值对应的次数和其他峰值对应的次数的比，判断是否处于可能从上述通常状态转移到异常状态的状态。
4.根据权利要求3所述的电池异常预测系统， 进一步具有特定设备， 上述状态判断部在存在上述多个峰值的情况下，当分类为存在上述其他峰值的上述范围的上述单电池配置在上述特定设备的附近时，判断上述特定设备异常。
5.根据权利要求4所述的电池异常预测系统， 进一步具有提示部，提示上述状态判断部判断的结果。
全文摘要
本发明的电池异常预测系统具有正常范围判定部，取得表示多个单电池(11a~11－n(n是2以上的自然数)各自的状态的参数值，判断所取得的参数值是否是正常的值；统计处理部，将判断是正常的值的多个参数值分别分类到以预定的间隔分割的范围，进行分类的参数值的统计处理；状态判断部，根据通过统计处理部统计处理的结果，判断多个单电池的状态，根据判断的结果，判断多个单电池的状态是否处于可能从通常状态转移到异常状态的状态。
文档编号G01R31/36GK102959420SQ20118003172
公开日2013年3月6日 申请日期2011年10月12日 优先权日2010年11月4日
发明者内田正隆 申请人:三菱重工业株式会社