專利名稱：蓄電裝置、便攜設(shè)備和電動車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里公開的技術(shù)涉及蓄電裝置、接受來自蓄電裝置的電源供給而進(jìn)行動作的便攜設(shè)備和電動車輛，特別涉及具有對蓄電裝置內(nèi)部的蓄電元件的阻抗進(jìn)行測定的功能的蓄電裝置的改良。
背景技術(shù)：
在以現(xiàn)有的蓄電元件或匯集多個蓄電元件而構(gòu)成的電池組(組電池)為代表的蓄電裝置的阻抗測定中，使用以S0LARTR0N公司(注冊商標(biāo))的產(chǎn)品為代表的大型裝置。圖11是示出蓄電元件的阻抗測定方法的圖，示出使用上述大型系統(tǒng)的電化學(xué)測定的概略圖。在圖11的(a)中，I是蓄電元件，10是具有頻率掃描振蕩器IOA和阻抗測定器IOB的單元，20是具有放大器20A和電壓/電流監(jiān)視器20B的單元。在蓄電元件I中安裝有4個端子測定用的電壓、電流的端子。并且，放大器20A從AC電源15等的外部電源接受電源供給。作為測定順序，頻率掃描振蕩器IOA例如以lOpoint/decade的間隔階段地改變頻率，同時(shí)，在各個頻率下按照每一個周期振蕩正弦波(參照圖11的(b))。接受該正弦波信號，放大器20A對蓄電元件提供正弦波的微小電流乃至微小電壓的振幅，電壓/電流監(jiān)視器20B對蓄電元件I的電壓乃至電流進(jìn)行監(jiān)視。根據(jù)該監(jiān)視到的蓄電元件的電壓、電流的應(yīng)答，阻抗測定器IOB測定蓄電元件I的阻抗(例如參照專利文獻(xiàn)I)。圖12是蓄電元件的阻抗特性圖。圖12的(a)是縱軸取阻抗Z的絕對值、橫軸取頻率f的特性圖，圖12的(b)是縱軸取相位角Θ、橫軸取頻率f的特性圖。圖12的(c)是復(fù)平面上的矢量軌跡(通稱cole-cole圖)。一般地，根據(jù)上述蓄電元件的阻抗測定方法，生成圖12的(a)、(b)所示的阻抗的頻率特性或圖12的(C)所示的復(fù)平面上的矢量軌跡(cole-cole圖)，對電化學(xué)元件的特性、劣化、可靠性等進(jìn)行評價(jià)。并且，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下方式:通過在構(gòu)成組電池的蓄電元件間進(jìn)行充放電，測定各個蓄電元件的阻抗?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:美國專利第4743855號說明書專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-294322號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題以針對電動車輛等的蓄電裝置的利用需求的多樣化為背景，存在組電池的高容量化、高電壓化的要求，為了應(yīng)對該要求，串聯(lián)連接更多數(shù)量的蓄電元件，強(qiáng)烈要求與串聯(lián)連接的組電池對應(yīng)的高效的測定方式。這里公開的 技術(shù)是鑒于這點(diǎn)而完成的，其目的在于，提供能夠在短時(shí)間內(nèi)從蓄電裝置內(nèi)的蓄電元件中檢測到劣化的蓄電元件的帶阻抗測定功能的蓄電裝置、便攜設(shè)備和電動車輛。 用于解決課題的手段這里公開的技術(shù)的一個方式是包括多個蓄電元件的蓄電裝置，其中，該蓄電裝置具有:串聯(lián)連接的第I 第4蓄電元件；電壓測定單元、電流測定單元，測定第I 第4蓄電元件的各電壓、各電流；第I蓄電單元，包括在第I蓄電元件和第2蓄電元件的兩端串聯(lián)連接的第I開關(guān)和第2開關(guān)、以及被施加通過第I開關(guān)和第2開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的第I蓄電元件或第2蓄電元件中的一方的端子間電壓的第I電感器；第2蓄電單元，與第I蓄電單元串聯(lián)連接，該第2蓄電單元包括在第3蓄電元件和第4蓄電元件的兩端串聯(lián)連接的第3開關(guān)和第4開關(guān)、以及被施加通過第3開關(guān)和第4開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的第3蓄電元件或第4蓄電元件中的一方的端子間電壓的第2電感器；第5開關(guān)和第6開關(guān)，在第I蓄電單元和第2蓄電單元的兩端串聯(lián)連接;第3電感器，被施加通過第5開關(guān)和第6開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的第I蓄電單元或第2蓄電單元中的一方的端子間電壓；以及控制部，在規(guī)定定時(shí)對第I 第6開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換，控制部對第5開關(guān)和第6開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括第3電感器及第I蓄電單元和第2蓄電單元中的一方的閉合電路、以及包括第3電感器及第I蓄電單元和第2蓄電單元中的另一方的閉合電路，使用電壓測定單元、電流測定單元測定第I和第2蓄電單元的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，在第I蓄電單元的阻抗較大的情況下，對第I開關(guān)和第2開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括第I電感器及第I蓄電單元中包含的第I蓄電元件和第2蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括第I電感器及第I蓄電元件和第2蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用電壓測定單元、電流測定單元測定第I蓄電元件和第2蓄電元件的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄電元件，在第2蓄電單元的阻抗較大的情況下，對第3開關(guān)和第4開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括第2電感器及第2蓄電單元中包含的第3蓄電元件和第4蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括第I電感器及第3蓄電元件和第4蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用電壓測定單元、電流測定單元測定第3蓄電元件和第4蓄電元件的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄電元件。進(jìn)而，在上述蓄電元件中，優(yōu)選在所確定的蓄電元件的阻抗大于規(guī)定基準(zhǔn)值的情況下進(jìn)行報(bào)知。這里公開的技術(shù)的其他方式還面向包括4個以上的串聯(lián)連接的蓄電元件的蓄電裝置。并且，還面向具有這種蓄電裝置的便攜設(shè)備和電動車輛等。發(fā)明效果根據(jù)這里公開的技術(shù)，能夠在短時(shí)間內(nèi)從蓄電裝置內(nèi)的蓄電元件中檢測到劣化的蓄電元件。


圖1是示出第I實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是示出第I實(shí)施方式的蓄電裝置的狀態(tài)遷移的圖。圖3是示出第I實(shí)施方式的阻抗測定時(shí)的電壓和電流控制的狀況的圖。圖4是第I實(shí)施方式的通常模式的流程圖。圖5是第I實(shí)施方式的劣化模式的流程圖。
圖6是示出第2實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖7是第2實(shí)施方式的通常模式的流程圖。圖8是第2實(shí)施方式的劣化模式的流程圖。圖9是示出第3實(shí)施方式的蓄電裝置的基本結(jié)構(gòu)的電路圖。圖10是示出現(xiàn)有的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖11是示出現(xiàn)有的蓄電裝置的蓄電元件的阻抗測定方法的圖。圖12是現(xiàn)有的蓄電元件的阻抗特性圖。
具體實(shí)施例方式在上述現(xiàn)有的技術(shù)中，由于逐一測定蓄電元件的阻抗，所以存在測定花費(fèi)時(shí)間的問題。關(guān)于蓄電元件的阻抗測定，主要需要測定kHz的區(qū)域 mHz或μ Hz的區(qū)域，當(dāng)針對每個蓄電元件進(jìn)行該測定時(shí)，需要相當(dāng)多的時(shí)間。在該期間內(nèi)，實(shí)質(zhì)上無法使用蓄電裝置，所以利用效率降低。下面，參照附圖對能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測到劣化的蓄電元件的蓄電裝置的各實(shí)施方式進(jìn)行說明。(第I實(shí)施方式)圖1示出第I實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)。作為一例，本實(shí)施方式的蓄電裝置100具有4個蓄電元件。在蓄電裝置100中，第I蓄電元件B1、第2蓄電元件Β2、第3蓄電元件Β3和第4蓄電元件Β4串聯(lián)連接。在第I蓄電元件BI和第2蓄電元件Β2的兩端串聯(lián)連接有第I開關(guān)SWl和第2開關(guān)SW2，構(gòu)成第I開關(guān)對。并且，在第3蓄電元件Β3和第4蓄電元件Β4的兩端串聯(lián)連接 有第3開關(guān)SW3和第4開關(guān)SW4，構(gòu)成第2開關(guān)對。并且，在第I蓄電元件BI和第2蓄電元件Β2的連接點(diǎn)與第I開關(guān)SWl和第2開關(guān)SW2的連接點(diǎn)之間連接有第I電感器LI。并且，在第3蓄電元件Β3和第4蓄電元件Β4的連接點(diǎn)與第3開關(guān)SW3和第4開關(guān)SW4的連接點(diǎn)之間連接有第2電感器L2。第I蓄電元件BI和第2蓄電元件Β2構(gòu)成第I蓄電單元BUl。并且，第3蓄電元件Β3和第4蓄電元件Β4構(gòu)成2蓄電單元BU2。第I蓄電單元BUl和第2蓄電單元BU2串聯(lián)連接，串聯(lián)連接有第5開關(guān)SW5和第6開關(guān)SW6，構(gòu)成第3開關(guān)對。并且，在第I蓄電單元BUl和第2蓄電單元BU2的連接點(diǎn)與第5開關(guān)SW5和第6開關(guān)SW6的連接點(diǎn)之間連接有第3電感器L3。第5和第6開關(guān)SW5、SW6以及第3電感器L3構(gòu)成第I判定電路，第I 第4開關(guān)Sffl SW4以及第I和第2電感器L1、L2構(gòu)成第2判定電路。并且，控制部C4分別對第I 第6開關(guān)(SWl SW6)輸出控制信號VGl VG6，對各開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換。第I 第6開關(guān)SWl SW6例如是由MOSFET或晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件。控制部C4對這些開關(guān)進(jìn)行切換，并通過電流計(jì)IBl IB4檢測分別在第I 第4蓄電元件BI B4中流過的電流，通過電壓計(jì)VBl VB4檢測分別對第I 第4蓄電元件BI B4施加的電壓?？刂撇緾4對第I和第2開關(guān)SW1、SW2的接通/斷開進(jìn)行切換，以使得測定第I和第2蓄電元件B1、B2中的一個蓄電元件的阻抗所需要的交流電流或電壓從另一個蓄電元件進(jìn)行充電或放電到另一個蓄電元件。這里，控制部C4對第I和第2開關(guān)SW1、SW2進(jìn)行接通/斷開，以使得在交流電流或電壓的I個周期中，至少具有從第I蓄電元件BI向第I電感器LI流過電流的期間、從第I電感器LI向第2蓄電元件B2流過電流的期間、從第2蓄電元件B2向第I電感器LI流過電流的期間、從第I電感器LI向第I蓄電元件BI流過電流的期間。并且，對第3和第4開關(guān)SW3、SW4的接通/斷開進(jìn)行切換，以使得測定第3和第4蓄電元件B3、B4中的一個蓄電元件的阻抗所需要的交流電流或電壓從另一個蓄電元件進(jìn)行充電或放電到另一個蓄電元件。這里，控制部C4對第3 第4開關(guān)SW3、SW4進(jìn)行接通/斷開，以使得在交流電流或電壓的I個周期中，至少具有從第3蓄電元件B3向第2電感器L2流過電流的期間、從第2電感器L2向第4蓄電元件B4流過電流的期間、從第4蓄電元件B4向第2電感器L2流過電流的期間、從第2電感器L2向第3蓄電元件B3流過電流的期間。這樣，由于使用第2判定電路測定第I 第4蓄電元件BI B4的阻抗，所以，將該測定稱為第2判定。例如通過專利文獻(xiàn)2所記載的方法進(jìn)行這種阻抗測定，在圖2的(a)中，以進(jìn)行第4蓄電元件B4的阻抗測定的情況為例，示出控制部C4進(jìn)行的開關(guān)控制和由此產(chǎn)生的電流的狀況。另外，這里，利用虛線示出對測定沒有幫助的結(jié)構(gòu)要素。首先，通過控制部C4，第3開關(guān)SW3被接通。此時(shí)，如粗線所示，從第3蓄電元件B3向第2電感器L2流過電流(a-1)。接著，斷開第3開關(guān)SW3，第4開關(guān)SW4被接通。此時(shí)，從第2電感器L2向第4蓄電元件B4流過電流(a-2)。由此，從第3蓄電元件B3針對第4蓄電元件B4進(jìn)行放電。在反復(fù)進(jìn)行一次或多次該動作后，接通SW4，以使L2的電流朝向反轉(zhuǎn)，從第4蓄電元件B4向第2電感器L2流過電流(a-3)。接著，斷開SW4并接通第3開關(guān)SW3。此時(shí)，從第2電感器L2向第3蓄電元件B3流過電流(a-4)。由此，從第4蓄電元件4針對第3蓄電元件B3進(jìn)行充電。通過以上循環(huán)，能夠?qū)Φ?蓄電元件B4施加交流電流或電壓，能夠測定第4蓄電元件B4的阻抗。并且，同樣能夠測定第3蓄電元件B3的阻抗。并且，在測定第I和第2蓄電元件B1、B2的阻抗的情況下，同樣對第I和第2開關(guān)SWl和SW2進(jìn)行接通/斷開控制并進(jìn)行測定即可。另外，實(shí)際上，例如通過PWM調(diào)制對第3和第4開關(guān)SW3、SW4進(jìn)行接通/斷開控制，以使得正弦波狀的電流或電壓 輸入到各蓄電元件。圖3是示出通過PWM調(diào)制使輸入到第4蓄電元件B4的電流Ibatt和電壓Vbatt成為正弦波狀的例子的圖。如圖3的(a)所示，當(dāng)進(jìn)行第3和第4開關(guān)SW3、SW4的接通/斷開控制時(shí)，如圖3的(b)所示，輸入到第4蓄電元件B4的電壓Vbatt成為脈沖表現(xiàn)的正弦波。其結(jié)果，如圖3的(c)所示，與電壓Vbatt對應(yīng)的電流Ibatt流過第4蓄電元件B4。并且，控制部C4還能夠進(jìn)行各蓄電單元單位的阻抗測定?？刂撇緾4對第5和第6開關(guān)SW5、SW6的接通/斷開進(jìn)行切換，以使得測定第I和第2蓄電單元BU1、BU2中的一個蓄電單元的阻抗所需要的交流電流或電壓從另一個蓄電單元進(jìn)行充電或放電到另一個蓄電單元。這里，控制部C4對第5和第6的開關(guān)SW5、SW6進(jìn)行接通/斷開，以使得在交流電流或電壓的I個周期中，至少具有從第I蓄電單元BUl向第3電感器L3流過電流的期間、從第3電感器L3向第2蓄電單元BU2流過電流的期間、從第2蓄電單元BU2向第3電感器L3流過電流的期間、從第3電感器L3向第I蓄電單元BUl流過電流的期間。這樣，由于使用第I判定電路測定第I和第2蓄電單元BU1、BU2的阻抗，所以，將該測定稱為第I判定。在圖2的(b)中，以進(jìn)行第2蓄電單元BU2的阻抗測定的情況為例，示出控制部C4進(jìn)行的開關(guān)控制和由此產(chǎn)生的電流的狀況。首先，通過控制部C4，僅第5開關(guān)SW5被接通。此時(shí)，如粗線所示，從第I蓄電單元BUl向第3電感器L3流過電流(b-Ι)。接著，斷開第5開關(guān)SW5，第6開關(guān)SW6被接通。此時(shí)，從第3電感器L3向第2蓄電單元BU2流過電流(b-2)。由此，從第2蓄電單元BU2針對第I蓄電單元BUl進(jìn)行放電。在反復(fù)進(jìn)行一次或多次該動作后，接通SW6，以使L3的電流朝向反轉(zhuǎn)，從第2蓄電單元BU2向第3電感器L3流過電流(b-3)。接著，斷開SW6并接通第5開關(guān)SW5。此時(shí)，從第3電感器L3向第I蓄電單元BUl流過電流(b-4)。由此，從第2蓄電單元BU2針對第I蓄電單元BUl進(jìn)行充電。通過以上循環(huán)，能夠?qū)Φ贗蓄電單元BUl施加交流電流或電壓，能夠測定第I蓄電單元BUl的阻抗。同樣能夠測定第I蓄電單元BUl的阻抗。另外，實(shí)際上，第5和第6開關(guān)SW5、SW6與圖3中的第3和第4開關(guān)SW3、SW4同樣，例如通過PWM調(diào)制進(jìn)行接通/斷開控制，以使得正弦波狀的電流或電壓輸入到各蓄電單元。并且，在這種阻抗測定中，例如也可以采用日本專利第4138502號公報(bào)所記載的方法。下面，對基于蓄電裝置100的阻抗測定的流程進(jìn)行說明。圖4示出蓄電裝置100的阻抗測定處理的基本動作的流程圖?；緞幼饔赏ǔＤＪ絼幼鳂?gòu)成。(I)控制部C4受理了開始進(jìn)行基于通常模式的阻抗測定的指令后，通過上述方法，反復(fù)進(jìn)行對第I蓄電單元BUl進(jìn)行充放電的周期動作，使用電流計(jì)IBl或IB2測定流過第I蓄電單元BUl的電流，通過電壓計(jì)VBl和VB2測定第I蓄電單元BUl的兩端電壓，由此，測定充放電周期內(nèi)的第I蓄電單元BUl的阻抗Z5。同樣，控制部C4反復(fù)進(jìn)行對第2蓄電單元BU2進(jìn)行充放電的周期動作，使用電流計(jì)IB3或IB4測定流過第2蓄電單元BU2的電流，使用電壓計(jì)VB3和VB4測定第2蓄電單元BU2的兩端電壓，由此，測定充放電周期內(nèi)的第2蓄電單元BU2的阻抗Z6 (步驟S101)。(2)控制部C4判定第I蓄電單元 BUl的阻抗Z5是否大于第2蓄電單元BU2的阻抗Z6 (步驟S102)。(3)其結(jié)果，控制部C4選擇阻抗較大的蓄電單元，測定該蓄電單元中包含的各蓄電元件的阻抗。下面，假設(shè)Z5小于Z6 (步驟S105:否)而選擇了第2蓄電單元BU2進(jìn)行說明。(4)控制部C4通過上述方法測定所選擇出的蓄電單元中包含的蓄電元件的阻抗(步驟S103、S104)。這里，執(zhí)行步驟S104。控制部C4反復(fù)進(jìn)行對第3蓄電元件B3進(jìn)行充放電的周期動作，使用電流計(jì)IB3計(jì)測流過第3蓄電元件B3的電流，使用電壓計(jì)VB3測定第3蓄電元件B3的兩端電壓，由此，測定充放電周期內(nèi)的第3蓄電元件B3的阻抗Z3。并且，同樣，控制部C4反復(fù)進(jìn)行對第4蓄電元件B4進(jìn)行充放電的周期動作，使用電流計(jì)IB4計(jì)測流過第4蓄電元件B4的電流，使用電壓計(jì)VB4測定第4蓄電元件B4的兩端電壓，由此，測定充放電周期內(nèi)的第4蓄電元件B4的阻抗Z4 (步驟S104)。(5)控制部C4判定所測定出的各蓄電元件的阻抗的大小(步驟S105、S106)。這里，執(zhí)行步驟S106，判定第3蓄電元件B3的阻抗Z3是否大于第4蓄電元件B4的阻抗TA (步驟 S106)。(6)其結(jié)果，控制部C4選擇阻抗較大的蓄電元件Bk (k=l、2、…、4)。下面，假設(shè)Z3小于Z4 (步驟S106:否)而選擇了第4蓄電元件B4進(jìn)行說明?？刂撇緾4對選擇出的蓄電元件Bk的阻抗和與蓄電元件Bk對應(yīng)的第I基準(zhǔn)值Zak (k=l、2、…、4)進(jìn)行比較，該第I基準(zhǔn)值Zak是預(yù)先存儲的或根據(jù)溫度和SOC (充電狀態(tài))等參數(shù)而每次計(jì)算出的(步驟S107 S110)。這里，執(zhí)行步驟S110，對Z4和Za4進(jìn)行比較。其結(jié)果，在阻抗大于第I基準(zhǔn)值的情況下(這里為Z4大于Za4的情況(步驟SllO:否))，判定為該蓄電元件(第4蓄電元件B4)劣化，在顯示部(未圖示)中顯示該意思或?qū)⒃撘馑及l(fā)送到外部裝置(步驟S111)。然后，控制部C4例如記錄并保存包含該蓄電元件的標(biāo)識符(B4)和阻抗(Z4)等的劣化信息，作為執(zhí)行結(jié)果(步驟S112)。并且，在阻抗小于第I基準(zhǔn)值的情況下(這里為TA小于Za4的情況(步驟SllO:是))，不執(zhí)行步驟S111，轉(zhuǎn)移到步驟S112，記錄并保存表示各蓄電元件未劣化的意思的信息等，作為執(zhí)行結(jié)果。根據(jù)該劣化信息提示蓄電元件的更換，蓄電裝置的維修性提高。(7)進(jìn)而，控制部C4對判定為測定到的阻抗最高的蓄電元件Bk的阻抗Zk(這里為第4蓄電元件B4的阻抗Z4)和與蓄電元件Bk對應(yīng)的第2基準(zhǔn)值Zbk進(jìn)行比較(這里對Z4和Zb4進(jìn)行比較)，該第2基準(zhǔn)值Zbk是控制部C4預(yù)先存儲的或根據(jù)溫度和SOC等參數(shù)而每次計(jì)算出的(步驟SI 13)。在阻抗Zk大于第2基準(zhǔn)值Zbk的情況下(這里為Z4大于Zb4的情況)(步驟S113:否)，判定為該蓄電元件(這里為第4蓄電元件B4)異常，在顯示部中顯示該意思或?qū)⒃撘馑及l(fā)送到外部裝置(步驟S114)。并且，在阻抗小于第2基準(zhǔn)值的情況下(這里為Z4小于Zb4的情況)(步驟SI 13:是)，不執(zhí)行步驟SI 14。這里，能夠適當(dāng)確定第I基準(zhǔn)值和第2基準(zhǔn)值。例如，分別確定為蓄電元件產(chǎn)生輕度性能劣化時(shí)的阻抗值和產(chǎn)生重度性能劣化時(shí)的阻抗值即可。由此，報(bào)知了第4蓄電元件B4的更換作為警告的蓄電裝置100的使用者或管理者能夠得知需要更換。(8)然后，控制部C4在作為蓄電裝置100不進(jìn)行充電或放電的時(shí)間段而預(yù)先學(xué)習(xí)的不使用時(shí)間段、或經(jīng)過預(yù)先確定的期間后等的適當(dāng)時(shí)間，再次返回步驟S101。由此，在此前的時(shí)間內(nèi)，發(fā)揮作為蓄電裝置的功能。通過反復(fù)進(jìn)行以上步驟，能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地掌握作為蓄電裝置100的性能瓶頸的劣化的蓄電元件的阻抗，能夠?qū)κ褂谜呋蚬芾碚咛峁└鼡Q所需要的信息。并且，根據(jù)日本專利第4138502號所記載的方法，能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行測定。這里，為了簡化，以串聯(lián)數(shù)量為4的蓄電裝置為例。在現(xiàn)有的串聯(lián)數(shù)量較多的蓄電裝置中，當(dāng)采用僅在蓄電元件的兩端設(shè)置開關(guān)的方法時(shí)，開關(guān)數(shù)量和對開關(guān)進(jìn)行控制的布線、電路龐大。作為例子，在串聯(lián)數(shù)量為8時(shí)，對圖6和圖10進(jìn)行比較可知，開關(guān)數(shù)量能夠從22個削減為14個。由此，還能夠削減開關(guān)的接通斷開信號，還能夠削減相關(guān)部件和成本。假設(shè)在蓄電裝置的內(nèi)部設(shè)置的開關(guān)為MOSFET或晶體管，為了進(jìn)行接通斷開，在MOSFET中，需要使源極電位具有數(shù)V IOV左右的較高的電壓源并根據(jù)控制信號施加?xùn)艠O電位，在晶體管中，需要確保用于對發(fā)射極電位施加0.7V以上的較高的電壓以從基極向發(fā)射極流過電流的、與集電極電流對應(yīng)的基極電流源。因此，需要準(zhǔn)備與各電位對應(yīng)的數(shù)量的給料泵電路、絕緣DC/DC轉(zhuǎn)換器等。另一方面，由于各開關(guān)在各個蓄電元件中固定源極電位或發(fā)射極電位，所以，針對來自控制部C4的信 號VGl等，需要使用絕緣或具有必要耐壓的電平位移電路供給柵極電壓或基極電流，用于實(shí)現(xiàn)該目的的以光耦合器、光M0S、脈沖變壓器、1-coupler為代表的基于光絕緣或磁耦合的信號傳遞電路部件也需要為開關(guān)的數(shù)量。由于這些部件的成本直接反映到蓄電裝置的成本中，所以，為了廉價(jià)地提供裝置，減少開關(guān)數(shù)量成為壓倒性的優(yōu)勢。接著，對蓄電裝置100的阻抗測定處理的應(yīng)用動作進(jìn)行說明。參照圖5對應(yīng)用動作中的處理進(jìn)行說明。在本應(yīng)用動作中，在與上述基本動作相同的通常模式的處理后，根據(jù)處理結(jié)果，進(jìn)一步執(zhí)行劣化模式的處理。(I)首先，控制部C4執(zhí)行步驟S201 S214。在初次執(zhí)行這些步驟的情況下，與基本動作中的通常模式的步驟SlOl S114相同。但是，在執(zhí)行了步驟S211的情況下，在保存結(jié)果(步驟S212)后，轉(zhuǎn)移到劣化模式的處理。(2)在轉(zhuǎn)移到劣化模式后，控制部C4反復(fù)執(zhí)行步驟S201 S214。此時(shí)，在步驟S201 步驟S210中，針對包含判定為已經(jīng)產(chǎn)生劣化的蓄電元件Bk (k=l、2、…、4)的蓄電單元Bm的阻抗Zm，使用從實(shí)際測定的Zm中減去(Zk-Zrefk)而得到的值作為Zm，進(jìn)行處理。這里，Zrefk是預(yù)先確定的蓄電元件Bk的阻抗的參照值，例如，確定為未劣化時(shí)的蓄電元件Bk的阻抗的值。因此，可以認(rèn)為(Zk-Zrek)是蓄電元件Bk的阻抗的增加量(劣化量)。因此，代替Zm而在處理中使用的Zm- (Zk-Zrefk)是蓄電元件Bk未劣化時(shí)的蓄電單元Bm的阻抗的估計(jì)值。例如，在判定為第4蓄電元件B4劣化的情況下，包含第4蓄電元件B4的第2蓄電單元BU2 (B6)的阻抗的測定值Z6包含第4蓄電裝置B4的阻抗的劣化量。但是，通過從Z6中減去該劣化量，Z6- (Z4-Zref4)的值成為第4蓄電單元B4未劣化時(shí)的第2蓄電單元BU2(B6)的阻抗的估計(jì)值。并且，控制部C4在步驟S201 步驟S210中，針對判定為已經(jīng)產(chǎn)生劣化的蓄電元件Bk的阻抗Zk，使用Zrefk作為Zk而進(jìn)行處理。即，針對蓄電元件Bk，作為未劣化的蓄電元件來進(jìn)行這些處理。因此， 在步驟S203或S204中，針對蓄電元件Bk，也可以不測定其阻抗Zk。例如，在判定為第4蓄電元件B4劣化的情況下，在步驟S204中，也可以不測定其阻抗Z4。針對蓄電元件Bk和包含該蓄電元件Bk的蓄電單元Bm，通過這樣置換阻抗的值，從劣化判定對象中去除蓄電元件Bk。通過反復(fù)進(jìn)行該處理，能夠進(jìn)行在第2個以后性能劣化的其他蓄電元件的劣化判定。另外，控制部C4在步驟S213中，不進(jìn)行這種阻抗值的置換，根據(jù)最近測定的實(shí)際的阻抗值Zk進(jìn)行判斷。因此，優(yōu)選在步驟S203或S204中，在未測定蓄電元件Bk的阻抗Zk的情況下，例如在步驟S212與步驟S213之間測定阻抗Zk。另外，在基本動作和應(yīng)用動作中，在阻抗的大小比較時(shí)，在等號成立的情況下，可以進(jìn)入“是”、“否”中的某一方。在進(jìn)入任意一方的情況下，均能夠?qū)ο嗤潭攘踊亩鄠€蓄電元件中的一個蓄電元件進(jìn)行劣化判定或異常判定。并且，在應(yīng)用動作中，通過反復(fù)執(zhí)行劣化模式，能夠依次對全部多個性能劣化的蓄電元件進(jìn)行劣化判定。優(yōu)選在上述不使用時(shí)間段或經(jīng)過預(yù)先確定的期間后反復(fù)執(zhí)行劣化模式。并且，如果將劣化判定的順序變更為圖5的順序，則即使劣化判定為多個，在出現(xiàn)異常判定之前，使用者也能夠掌握多個劣化，并且，能夠在判定為異常之前，在蓄電元件的性能范圍內(nèi)利用蓄電裝置。
該情況下，增加一個最后測定最初進(jìn)行了劣化判定的蓄電元件的步驟，測定時(shí)間相應(yīng)增加，但是，與調(diào)查全部蓄電元件的情況相比，蓄電元件的串聯(lián)數(shù)量越增加，越能夠削減檢查次數(shù)，所以，本實(shí)施例的效果顯著。由此，例如當(dāng)假設(shè)蓄電元件大致均等地劣化的情況時(shí)，在出現(xiàn)作為性能瓶頸的異常蓄電元件之前，使用者或管理者能夠掌握劣化的蓄電元件的狀態(tài)，能夠在其性能范圍內(nèi)繼續(xù)使用蓄電裝置。在由于電池異常而難以緊急停止動作的用途中，這是非常重要的信息。例如，以車為首的移動體自不必說，設(shè)置在山岳地域、島嶼地域中的通信站用備用蓄電裝置、以太陽電池為首的自然能蓄電裝置等也不允許某種程度的劣化，維修非?；ㄙM(fèi)勞力和時(shí)間，另一方面，在出現(xiàn)致命缺陷后應(yīng)對緩慢的情況也相當(dāng)于此?？偨Y(jié)本實(shí)施方式的效果時(shí)，如下所述。(I)通過在短時(shí)間內(nèi)可靠地測定并掌握作為蓄電裝置的瓶頸的劣化單元的判定，能夠進(jìn)行更加細(xì)致的電池檢查和劣化單元判定。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)電池壽命的有效預(yù)測。(2)保持以往具有的移動性/簡便性優(yōu)良、能夠利用夜間等不使用時(shí)間測定蓄電元件的阻抗這樣的特征，并且，大幅削減伴隨蓄電裝置的串聯(lián)數(shù)量的增加而引起的阻抗測定所需要的開關(guān)數(shù)量，與其對應(yīng)地，還能夠大幅削減驅(qū)動電路的電路規(guī)模。并且成本也降低。(3)在蓄電裝置中產(chǎn)生阻抗上升的劣化蓄電元件的情況下，能夠向使用者或管理者顯示該劣化蓄電元件、或者發(fā)送該內(nèi)容來提示更換，并且，還能夠繼續(xù)作為蓄電裝置進(jìn)行使用。(4)在判斷為劣化狀態(tài)進(jìn)一步發(fā)展的情況下，能夠判斷為異常，警告更換，并且，以確保安全性為目的來限制作為蓄電裝置的動作，并且，能夠趕緊準(zhǔn)備更換用的蓄電元件，能夠掌握應(yīng)該更換的對象，所以，作為蓄`電裝置的維修性提高。(5)通過進(jìn)行蓄電元件單位的更換，與更換蓄電裝置全體的情況相比，還能夠削減不必要的成本。(第2實(shí)施方式)圖6示出第2實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)。作為一例，本實(shí)施方式的蓄電裝置200具有8個蓄電元件。在蓄電裝置200中，第I 第8蓄電元件BI B8串聯(lián)連接。在第I蓄電元件BI和第2蓄電元件B2的兩端串聯(lián)連接有第I開關(guān)SWl和第2開關(guān)SW2，構(gòu)成第I開關(guān)對。并且，在第3蓄電元件B3和第4蓄電元件B4的兩端串聯(lián)連接有第3開關(guān)SW3和第4開關(guān)SW4，構(gòu)成第2開關(guān)對。在第5蓄電元件B5和第6蓄電元件B6的兩端串聯(lián)連接有第5開關(guān)SW5和第6開關(guān)SW6，構(gòu)成第3開關(guān)對。并且，在第7蓄電元件B7和第8蓄電元件B8的兩端串聯(lián)連接有第7開關(guān)SW7和第8開關(guān)SW8，構(gòu)成第2開關(guān)對。并且，在第I蓄電元件BI和第2蓄電元件B2的連接點(diǎn)與第I開關(guān)SWl和第2開關(guān)SW2的連接點(diǎn)之間連接有第I電感器LI。并且，在第3蓄電元件B3和第4蓄電元件B4的連接點(diǎn)與第3開關(guān)SW3和第4開關(guān)SW4的連接點(diǎn)之間連接有第2電感器L2。在第5蓄電元件B5和第6蓄電元件B6的連接點(diǎn)與第5開關(guān)SW5和第6開關(guān)SW6的連接點(diǎn)之間連接有第3電感器L3。并且，在第7蓄電元件B7和第8蓄電元件B8的連接點(diǎn)與第7開關(guān)SW7和第8開關(guān)SW8的連接點(diǎn)之間連接有第4電感器L4。
第I蓄電元件BI和第2蓄電元件B2構(gòu)成第I蓄電單元BU1。并且，第3蓄電元件B3和第4蓄電元件B4構(gòu)成2蓄電單元BU2。第5蓄電元件B5和第6蓄電元件B6構(gòu)成第3蓄電單元BU3。并且，第7蓄電元件B7和第8蓄電元件B8構(gòu)成第2蓄電單元BU4。第I蓄電單元BUl和第2蓄電單元BU2串聯(lián)連接，串聯(lián)連接有第9開關(guān)SW9和第10開關(guān)SW10，構(gòu)成第5開關(guān)對。并且，在第I蓄電單元BUl和第2蓄電單元BU2的連接點(diǎn)與第9開關(guān)SW9和第10開關(guān)SWlO的連接點(diǎn)之間連接有第5電感器L5。第3蓄電單元BU3和第4蓄電單元BU4串聯(lián)連接，串聯(lián)連接有第11開關(guān)SWll和第12開關(guān)SW12，構(gòu)成第6開關(guān)對。并且，在第3蓄電單元BU3和第4蓄電單元BU4的連接點(diǎn)與第11開關(guān)SWll和第12開關(guān)SW12的連接點(diǎn)之間連接有第6電感器L6。第I蓄電單元BUl和第2蓄電單元BU2構(gòu)成第5蓄電單元BU5。并且，第3蓄電單元BU3和第4蓄電單元BU4構(gòu)成第6蓄電單元BU6。另外，為了便于說明，將第5和第6蓄電單元BU5、BU6分別視為I個蓄電元件，通過標(biāo)號B13、B14進(jìn)行參照。第5蓄電單元BU5和第6蓄電單元BU6串聯(lián)連接，串聯(lián)連接有第13開關(guān)SW13和第14開關(guān)SW14，構(gòu)成第7開關(guān)對。并且，在第5蓄電單元BU5和第6蓄電單元BU6的連接點(diǎn)與第13開關(guān)SW13和第14開關(guān)SW14的連接點(diǎn)之間連接有第7電感器L7。第13和第14開關(guān)SW13、SW14以及第7電感器L7構(gòu)成第I判定電路，第9 第12開關(guān)SW9 SW12以及第5和第6電感器L5、L6構(gòu)成第2判定電路，第I 第8開關(guān)SWl SW8以及第I 第4電感器LI L4構(gòu)成第3判定電路。并且，控制部C8分別對第I 第14開關(guān)(SWl SW14)輸出控制信號VGl VG14，對各開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換。第I 第14開關(guān)SWl SW14例如是由MOSFET或晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件。控制部CS對這些開關(guān)進(jìn)行切換，并通 過電流計(jì)IBl IB8檢測分別在第I 第8蓄電元件BI B8中流過的電流，通過電壓計(jì)VBl VB8檢測分別對第I 第8蓄電元件BI B8施加的電壓?？刂撇緾8與第I實(shí)施方式的控制部C4同樣，能夠測定各蓄電元件和各蓄電單元的阻抗。例如，針對第5蓄電單元或第6蓄電單元，通過對第13和第14的開關(guān)SW13、SW14進(jìn)行接通/斷開，能夠測定阻抗。這樣，由于使用第I判定電路測定第5和第6蓄電單元BU5、BU6的阻抗，所以將該測定稱為第I判定。同樣，由于使用第2判定電路測定第I 第4蓄電單元BUl BU4的阻抗，所以將該測定稱為第2判定。并且，由于使用第3判定電路測定第I 第8蓄電元件BI B8的阻抗，所以將該測定稱為第3判定。下面，對基于蓄電裝置200的阻抗測定的流程進(jìn)行說明。圖7示出蓄電裝置200的阻抗測定處理的基本動作的流程圖?；緞幼饔赏ǔＤＪ絼幼鳂?gòu)成。另外，處理流程與第I實(shí)施方式中的處理流程的不同之處僅在于，阻抗的測定和判定的處理多I級，為了簡化，以第4蓄電元件B4最劣化、其阻抗TA最大的情況為例進(jìn)行說明。并且，去除并省略附圖的表示步驟的標(biāo)號的一部分。(I)控制部CS受理了開始進(jìn)行基于通常模式的阻抗測定的指令后，測定第5蓄電單元BU5的阻抗Z13和第6蓄電單元BU6的阻抗Z14 (步驟S301)。(2)控制部C8判定第5蓄電單元BU5的阻抗Z13是否大于第6蓄電單元BU6的阻抗 Z14 (步驟 S302)。
(3)其結(jié)果，控制部C8選擇阻抗較大的第5蓄電單元BU5 (B13)(步驟S302:是)。(4)控制部C8測定所選擇出的第5蓄電單元BU5中包含的第I和第2蓄電單元BU1、BU2 的阻抗 Z9、Z10 (步驟 S303)。(5)控制部C8判定第I蓄電單元BUl的阻抗Z9是否大于第2蓄電單元BU2的阻抗 ZlO (步驟 S304)。(6)其結(jié)果，控制部C8選擇阻抗較大的第2蓄電單元BU2 (BlO)(步驟S304:否)。(7)控制部CS測定所選擇出的第2蓄電單元BU2中包含的第3和第4蓄電元件B3、B4 的阻抗 Z3、Z4 (步驟 S305)。(8)控制部CS判定第3蓄電元件B3的阻抗Z3是否大于第4蓄電元件B4的阻抗TA (步驟 S306)。(9)其結(jié)果，控制部CS選擇阻抗較大的第4蓄電元件B4 (步驟S306:否)。控制部CS對選擇出的第4蓄電元件B4的阻抗和與第4蓄電元件B4對應(yīng)的第I基準(zhǔn)值Za4進(jìn)行比較，該第I基準(zhǔn)值Za4是預(yù)先存儲的或根據(jù)溫度和SOC (充電狀態(tài))等參數(shù)而每次計(jì)算出的(步驟S307)。其結(jié)果，在阻抗Z4大于第I基準(zhǔn)值Za4的情況下(步驟S307:否)，判定為第4蓄電元件B4劣化，在顯示部(未圖示)中顯示該意思或?qū)⒃撘馑及l(fā)送到外部裝置(步驟S308)。然后，控制部CS例如記錄并保存包含第4蓄電元件B4的標(biāo)識符和阻抗(Z4)等的劣化信息，作為執(zhí)行結(jié)果(步驟S309)。并且，在阻抗Z4小于第I基準(zhǔn)值Za4的情況下(步驟S307:是)，不執(zhí)行步驟S308，轉(zhuǎn)移到步驟S309，例如記錄并保存表示各蓄電元件未劣化的意思的信息等，作為執(zhí)行結(jié)果。(10)進(jìn)而，控制部 C8對第4蓄電元件B4的阻抗TA和與蓄電元件B4對應(yīng)的第2基準(zhǔn)值Zb4進(jìn)行比較，該第2基準(zhǔn)值Zb4是控制部C8預(yù)先存儲的或根據(jù)溫度和SOC等參數(shù)而每次計(jì)算出的(步驟S310)。在阻抗Z4大于第2基準(zhǔn)值Zb4的情況下(步驟S310:否)，判定為第4蓄電元件B4異常，在顯示部中顯示該意思或?qū)⒃撘馑及l(fā)送到外部裝置(步驟S311)。并且，在阻抗Z4小于第2基準(zhǔn)值Zb4的情況下(步驟S310:是)，不執(zhí)行步驟S311。這里，能夠適當(dāng)確定第I基準(zhǔn)值和第2基準(zhǔn)值。例如，分別確定為蓄電元件產(chǎn)生輕度性能劣化時(shí)的阻抗值和產(chǎn)生重度性能劣化時(shí)的阻抗值即可。(11)然后，控制部CS在作為蓄電裝置200不進(jìn)行充電或放電的時(shí)間段而預(yù)先學(xué)習(xí)的不使用時(shí)間段、或經(jīng)過預(yù)先確定的期間后等的適當(dāng)時(shí)間，再次返回步驟S301。由此，在此前的時(shí)間內(nèi)，發(fā)揮作為蓄電裝置的功能。通過反復(fù)進(jìn)行以上步驟，能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地掌握作為蓄電裝置200的性能瓶頸的劣化的蓄電元件的阻抗，能夠?qū)κ褂谜呋蚬芾碚咛峁└鼡Q所需要的信息。并且，根據(jù)日本專利第4138502號所記載的方法，能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行測定。接著，對蓄電裝置200的阻抗測定處理的應(yīng)用動作進(jìn)行說明。參照圖8對應(yīng)用動作中的處理進(jìn)行說明。在本應(yīng)用動作中，在與上述基本動作相同的通常模式的處理后，根據(jù)處理結(jié)果，進(jìn)一步執(zhí)行劣化模式的處理。下面，以第4蓄電元件B4最劣化、其阻抗TA最大的情況為例進(jìn)行說明。并且，去除并省略附圖的表示步驟的標(biāo)號的一部分。(I)首先，控制部C8執(zhí)行步驟S401 S411。在初次執(zhí)行這些步驟的情況下，與基本動作中的通常模式的步驟S301 S314相同。但是，在執(zhí)行了步驟S408的情況下，在保存結(jié)果(步驟S409 )后，轉(zhuǎn)移到劣化模式的處理。
(2)在轉(zhuǎn)移到劣化模式后，控制部C8反復(fù)執(zhí)行步驟S401 S411。此時(shí)，針對包含判定為已經(jīng)產(chǎn)生劣化的蓄電元件Bk (k=l、2、…、8)的蓄電單元Bm (m=l、2、…、6)的阻抗Zm，使用從實(shí)際測定的Zm中減去(Zk-Zrefk)而得到的值作為Zm，進(jìn)行步驟S401 S411的處理。這里，Zrefk是預(yù)先確定的蓄電元件Bk的阻抗的參照值，例如，確定為未劣化時(shí)的蓄電元件Bk的阻抗的值。因此，可以認(rèn)為(Zk-Zrek)是蓄電元件Bk的阻抗的增加量(劣化量)。因此,代替Zm而在處理中使用的Zm- (Zk-Zrefk)是蓄電元件Bk未劣化時(shí)的蓄電單元Bm的阻抗的估計(jì)值。例如，在判定為第4蓄電元件B4劣化的情況下，包含第4蓄電元件B4的第2蓄電單元BU2 (BlO)的阻抗的測定值ZlO包含第4蓄電裝置BlO的阻抗的劣化量。但是，通過從ZlO中減去該劣化量，ZlO- (Z4-Zref4)的值成為第4蓄電單元B4未劣化時(shí)的第2蓄電單元BU2 (BlO)的阻抗ZlO的估計(jì)值。并且，控制部C8針對判定為已經(jīng)產(chǎn)生劣化的蓄電元件Bk的阻抗Zk，使用Zrefk作為Zk而進(jìn)行處理。即，針對蓄電元件Bk，作為未劣化的蓄電元件來進(jìn)行這些處理。因此，針對蓄電元件Bk，也可以不測定其阻抗Zk。例如，在判定為第4蓄電元件B4劣化的情況下，在步驟S405中，也可以不測定其阻抗Z4。針對蓄電元件Bk和包含該蓄電元件Bk的蓄電單元Bm，通過這樣置換阻抗的值，從劣化判定對象中去除蓄電元件Bk。通過反復(fù)進(jìn)行該處理，能夠進(jìn)行在第2個以后性能劣化的其他蓄電元件的劣化判定。另外，控制部CS在步驟S410中，不進(jìn)行這種阻抗值的置換，根據(jù)最近測定的實(shí)際的阻抗值Zk進(jìn)行判斷。因此，例如，優(yōu)選在步驟S405中，在未測定蓄電元件B4的阻抗Z4的情況下，例如在步驟S409與步驟S410之間測定阻抗Z4。另外，在基本動作和應(yīng)用動作中，在阻抗的大小比較時(shí)，在等號成立的情況下，可以進(jìn)入“是”、“否”中的某一方。在進(jìn)入任意一方的情況下，均能夠?qū)ο嗤潭攘踊亩鄠€蓄電元件中的一個蓄電元件進(jìn)行劣化判定或異常判定。并且，在應(yīng)用動作中，通過反復(fù)執(zhí)行劣化模式，能夠依次對全部多個性能劣化的蓄電元件進(jìn)行劣化判定。并且，本實(shí)施方式局部包括第I實(shí)施方式的蓄電裝置100，是擴(kuò)展為8個蓄電元件的結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式，發(fā)揮與第I實(shí)施方式相同的效果。(第3實(shí)施方式)圖9示出第3實(shí)施方式的蓄電裝置的基本結(jié)構(gòu)例。另外，為了便于說明，以下說明的各結(jié)構(gòu)要素的標(biāo)號的數(shù)字的賦予規(guī)則與第I和第2實(shí)施方式不同。因此，在標(biāo)號的數(shù)字之前附加η進(jìn)行表記。作為一例，本結(jié)構(gòu)例的蓄電裝置300Α按照標(biāo)號的數(shù)字的順序串聯(lián)連接有2η (η為3以上)個蓄電元件BI B (2η)。在連續(xù)的21"1個蓄電元件組BI B(2n_0的兩端串聯(lián)連接有第n3和第n4開關(guān)SWn3、SWn4。并且，在連續(xù)的2114個蓄電元件組B (2η-1+1) B (2η)的兩端串聯(lián)連接有第η5和第η6開關(guān)SWn5、SWn6。并且，在蓄電元件B (2n_2)和蓄電元件B (2n_2+l)的連接點(diǎn)與第n3開關(guān)SWn3和第n4開關(guān)SWn4的連接點(diǎn)之間連接有第n2電感器Ln2。并且，在蓄電元件B (2^^2^)和蓄電元件B (2^+2^+1)的連接點(diǎn)與第n5開關(guān)SWn5和第n6開關(guān)SWn6的連接點(diǎn)之間連接有第n3電感器Ln3。 蓄電元件組BI B (2n_0構(gòu)成第nl蓄電單元BUnl。蓄電元件組B (2^+1) B(2n)構(gòu)成第n2蓄電單元BUn2。第nl蓄電單元BUnl和第n2蓄電單元BUn2串聯(lián)連接，串聯(lián)連接有第nl開關(guān)SWnl和第n2開關(guān)SWn2。并且，在第nl蓄電單元BUnl和第n2蓄電單元BUn2的連接點(diǎn)與第nl開關(guān)SWnl和第n2開關(guān)SWn2的連接點(diǎn)之間連接有第nl電感器Lnl。第nl和第n2開關(guān)SWnl、SWn2以及第nl電感器Ln3構(gòu)成第nl判定電路，第n3 第n6開關(guān)SWn3 SWn6以及第n2和第n3電感器Ln2、Ln3構(gòu)成第2判定電路。并且，控制部C2n*別對第nl 第n6開關(guān)(SWnl SWn6)輸出控制信號VGnl VGn6，對各開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換。與第I和第2實(shí)施方式同樣，在各蓄電元件BI B2n上連接有電流計(jì)和電壓計(jì)，但是省略圖示。當(dāng)將4 個蓄電元件組 BI B(2n-2)、B(2n-2+l) BGlri)3(2^+1) 8(2^+2^+1)分別視為I個蓄電元件B' I B' 4時(shí)，蓄電裝置300A成為與第I實(shí)施方式的蓄電裝置100相同的結(jié)構(gòu)。因此，與第I實(shí)施方式同樣，通過按照第I判定、第2判定的順序進(jìn)行通常模式和劣化模式的處理，能夠以較少的測定次數(shù)確定蓄電元件B' I B' 4中的阻抗最大的蓄電元件，能夠高效檢測性能劣化的蓄電元件組，能夠進(jìn)行劣化顯示或異常顯示。另外，例如，通過圖10所示的專利文獻(xiàn)2所公開的蓄電裝置900，也能夠減少測定次數(shù)。蓄電裝置900具有2"個(圖10示出n=3的情況)蓄電元件，通過對各開關(guān)進(jìn)行接通/斷開并在與其他蓄電元件之間進(jìn)行充放電，能夠測定各蓄電元件的阻抗。但是，在n=2的情況下，蓄電裝置900和蓄電裝置300B各自的開關(guān)數(shù)量為11個和6個，在n=3的情況下，蓄電裝置900和蓄電裝置300B各自的開關(guān)數(shù)量為22個和14個，在n=4的情況下，蓄電裝置900和蓄電裝置300B各自的開關(guān)數(shù)量為47個和30個，在n=5的情況下，蓄電裝置900和蓄電裝置300B各自的開關(guān)數(shù)量為95個和62個。并且，在n=2的情況下，測定次數(shù)為2次和2次，在n=3的情況下，測定次數(shù)為4次和3次，在n=4的情況下，測定次數(shù)為8次和4次，在n=5的情況下，測定次數(shù)為16次和5次。因此，這里公開的技術(shù)的各方式的蓄電裝置能夠減少開關(guān)數(shù)量并降低成本 ， 并且，能夠進(jìn)一步減少測定次數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效化，能夠得到更大的效果。例如，在n=5的情況下，當(dāng)假設(shè)對測定時(shí)的電壓或電流的頻率進(jìn)行變更(從IOkHz到IOmHz、10step/decade)并測定I個蓄電元件(蓄電單元)的阻抗需要10分鐘時(shí)，測定時(shí)間能夠從160分鐘縮短到50分鐘。蓄電元件(蓄電單元)的阻抗成為測定時(shí)的電壓或電流的頻率的函數(shù)，所以，可以通過蓄電元件的組成或行程而適當(dāng)選擇或計(jì)算、修正在哪個頻率下進(jìn)行比較、或在特定的頻率范圍內(nèi)對各頻率的阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)加權(quán)而進(jìn)行比較、并通過SOC以何種程度對加權(quán)進(jìn)行變更、通過溫度以何種程度進(jìn)行加權(quán)等。例如，也可以不是在對數(shù)軸上等間隔地改變測定時(shí)的電壓或電流的頻率而進(jìn)行測定，而是能夠選擇測定頻率，從而進(jìn)一步縮短測定時(shí)間。在各實(shí)施例中，作為代表性的例子，舉出具有2n個串聯(lián)連接的蓄電元件的蓄電裝置為例，但是，也可以是除此以外的個數(shù)，通過對比較電路進(jìn)行組合，有時(shí)也能夠通過測定結(jié)果的相加、相減的組合而確定各蓄電元件的阻抗，所以，能夠在一部分中組入這里公開的技術(shù)的各方式。并且，作為阻抗測定的最小單位的蓄電元件可以是通稱為單元的電化學(xué)的最小單位，也可以是將多個單元匯集成一個而得到的單位。任意情況下，均能夠以蓄電元件單位進(jìn)行測定、更換。
在這里公開的技術(shù)的蓄電裝置中，一般認(rèn)為蓄電元件在新品的期間內(nèi)不太容易劣化，所以，能夠通過簡單的電路簡單地掌握劣化的蓄電元件，由此，能夠?qū)y定時(shí)間針對使用時(shí)間的影響抑制為最小限度，通過迅速地掌握劣化，能夠大幅提高維修性。并且，第I實(shí)施方式的蓄電裝置100對應(yīng)于在蓄電裝置300B中設(shè)為n=2的情況，第2實(shí)施方式的蓄電裝置200對應(yīng)于在蓄電裝置300B中設(shè)為n=3的情況，在本實(shí)施方式中，發(fā)揮與第I和第2實(shí)施方式相同的效果。并且，在第I 第3實(shí)施方式所示的各例中，蓄電裝置在阻抗測定中無法作為蓄電元件進(jìn)行使用，所以，在測定時(shí)，優(yōu)選通過下述所示的多個方法中的一個或多個方法的組合而適當(dāng)選擇時(shí)間段來實(shí)施測定。 作為第I方法，控制部C2n (n=l、2、…)可以構(gòu)成為，根據(jù)日程表信息進(jìn)行阻抗測定處理。日程表信息例如包含開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻或處理持續(xù)時(shí)間，是指定實(shí)施阻抗測定的時(shí)間段的信息，控制部02"可以在由日程表信息指定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行阻抗測定處理。進(jìn)而，作為第2方法，由于控制部C2n對蓄電裝置的劣化進(jìn)行監(jiān)視，所以，優(yōu)選以適當(dāng)?shù)拈g隔反復(fù)實(shí)施阻抗測定。作為第3方法，將上述日程表信息構(gòu)成為表示多個時(shí)間段的信息，控制部C2n可以適當(dāng)選擇各個時(shí)間段來進(jìn)行阻抗測定處理。例如，控制部C2n可以對日程表信息所示的時(shí)間段賦予優(yōu)先順位，根據(jù)蓄電裝置的使用狀況選擇優(yōu)先順位較高的時(shí)間段，進(jìn)行阻抗測定處理。即，控制部02"例如可以在蓄電裝置未用作蓄電元件的時(shí)間段內(nèi)，選擇優(yōu)先順位較高的時(shí)間段，進(jìn)行阻抗測定處理?；蛘撸鳛榈?方法，控制部C2n可以預(yù)先預(yù)測阻抗測定處理所需要的時(shí)間，使可執(zhí)行阻抗測定處理的時(shí)間段在阻抗測定中優(yōu)先。即，控制部C2n例如可以預(yù)測蓄電裝置未用作蓄電元件的時(shí)間段，在預(yù)測到阻抗測定處理在該時(shí)間段內(nèi)結(jié)束的情況下，進(jìn)行阻抗測定處理。關(guān)于日程表信息，例如，可以由蓄電裝置從外部的服務(wù)器接收，也可以使蓄電裝置具有用戶接口從而受理來自用戶的輸入，還可以使蓄電裝置具有內(nèi)部的存儲器等的信息存儲單元而預(yù)先保持該日程表信息。并且，用戶或控制部02"等也可以根據(jù)預(yù)先學(xué)習(xí)的不使用時(shí)間段生成日程表信息，作為蓄電裝置未進(jìn)行充電或放電的時(shí)間段。另外，關(guān)于進(jìn)行這種阻抗測定處理的執(zhí)行定時(shí)的決定處理的處理部，例如，可以在蓄電裝置內(nèi)作為調(diào)度管理部而獨(dú)立構(gòu)成，并且，也可以組入控制部C2n等的任意處理部中而構(gòu)成。或者，進(jìn)行阻抗測定處理的執(zhí)行定時(shí)的決定處理的處理部也可以構(gòu)成在外部的服務(wù)器上，蓄電裝置受理來自服務(wù)器的遙控，進(jìn)行阻抗測定處理的開始/結(jié)束的控制。由此，能夠減少蓄電裝置無法作為蓄電裝置使用而對用戶造成的影響，并進(jìn)行阻抗測定。產(chǎn)業(yè)上的可利用性這里公開的蓄電裝置作為帶阻抗測定功能的蓄電裝置，在便攜設(shè)備、電動車輛中是有用的。并且，還能夠應(yīng)用于備用電源等的用途。并且，能夠廣泛應(yīng)用于便攜設(shè)備、電動車輛以外的電子設(shè)備中的蓄電裝置。標(biāo)號說明1:蓄電元件；10A:頻率掃描振蕩器；10B:阻抗測定器；15:AC電源；20A:放大器；20B:電壓/電流監(jiān)視器;100、200、300A、300B、900:蓄電裝置;B1、B2、...:蓄電元件;BU1、BU2、:蓄電單元；SW1、SW2 、…:開關(guān)；L1、L2、…:電感器；C4、C8、C2n:控制部。
權(quán)利要求
1.一種蓄電裝置，包括多個蓄電元件，其中，該蓄電裝置具有: 串聯(lián)連接的第I 第4蓄電元件； 電壓測定單元、電流測定單元，測定所述第I 第4蓄電元件的各電壓、各電流； 第I蓄電單元，包括在所述第I蓄電元件和所述第2蓄電元件的兩端串聯(lián)連接的第I開關(guān)和第2開關(guān)、以及被施加通過所述第I開關(guān)和第2開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的所述第I蓄電元件或所述第2蓄電元件中的一方的端子間電壓的第I電感器； 第2蓄電單元，與所述第I蓄電單元串聯(lián)連接，該第2蓄電單元包括在所述第3蓄電元件和所述第4蓄電元件的兩端串聯(lián)連接的第3開關(guān)和第4開關(guān)、以及被施加通過所述第3開關(guān)和第4開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的所述第3蓄電元件或所述第4蓄電元件中的一方的端子間電壓的第 2電感器； 第5開關(guān)和第6開關(guān)，在所述第I蓄電單元和所述第2蓄電單元的兩端串聯(lián)連接； 第3電感器，被施加通過所述第5開關(guān)和第6開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的所述第I蓄電單元或所述第2蓄電單元中的一方的端子間電壓；以及 控制部，在規(guī)定定時(shí)對所述第I 第6開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換， 所述控制部對所述第5開關(guān)和所述第6開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第3電感器及所述第I蓄電單元和所述第2蓄電單元中的一方的閉合電路、以及包括所述第3電感器及所述第I蓄電單元和所述第2蓄電單元中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定所述第I和第2蓄電單元的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較， 在所述第I蓄電單元的阻抗較大的情況下，對所述第I開關(guān)和所述第2開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第I電感器及所述第I蓄電單元中包含的所述第I蓄電元件和所述第2蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括所述第I電感器及所述第I蓄電元件和所述第2蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定所述第I蓄電元件和所述第2蓄電元件的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄電元件， 在所述第2蓄電單元的阻抗較大的情況下，對所述第3開關(guān)和所述第4開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第2電感器及所述第2蓄電單元中包含的所述第3蓄電元件和所述第4蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括所述第I電感器及所述第3蓄電元件和所述第4蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定所述第3蓄電元件和所述第4蓄電元件的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄電元件。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第I和第2開關(guān)進(jìn)行接通/斷開控制，以具有從所述第I蓄電元件向所述第I電感器流過電流的期間、從所述第I電感器向所述第2蓄電元件流過電流的期間、從所述第2蓄電元件向所述第I電感器流過電流的期間、從所述第I電感器向所述第I蓄電元件流過電流的期間，從而測定所述第I和第2蓄電元件的阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第3和第4開關(guān)進(jìn)行接通/斷開控制，以具有從所述第3蓄電元件向所述第2電感器流過電流的期間、從所述第2電感器向所述第4蓄電元件流過電流的期間、從所述第4蓄電元件向所述第2電感器流過電流的期間、從所述第2電感器向所述第3蓄電元件流過電流的期間，從而測定所述第3和第4蓄電元件的阻抗。
4.如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第5和第6開關(guān)進(jìn)行接通/斷開控制，以具有從所述第I蓄電單元向所述第3電感器流過電流的期間、從所述第3電感器向所述第2蓄電單元流過電流的期間、從所述第2蓄電單元向所述第3電感器流過電流的期間、從所述第3電感器向所述第I蓄電單元流過電流的期間，從而測定所述第I和第2蓄電單元的阻抗。
5.如權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的蓄電裝置,其中， 所述控制部對所確定的所述蓄電元件的阻抗和所述控制部記錄的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在該阻抗大于該基準(zhǔn)值的情況下，報(bào)知該蓄電元件。
6.如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部接收表示實(shí)施阻抗測定的至少I個時(shí)間段的信息即日程表信息，根據(jù)所述日程表信息測定所述第I 第4蓄電元件的阻抗。
7.一種蓄電裝置，包括多個蓄電元件，其中，該蓄電裝置具有: 串聯(lián)連接的2n個蓄電元件； 電壓測定單元、電流測定單元，測定所述2n個蓄積元件中的由第I 第211-1蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組和由第Zn-Wl 第2n蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組的電壓、電流； 第nl開關(guān)和第n2開關(guān)，在所述第I 第2n蓄電元件的兩端串聯(lián)連接； 第nl電感器，被施加通過所述第nl開關(guān)和所述第n2開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的由所述第I 211-1蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組或由所述第Zn-Wl 第2"蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組中的一方的端子間電壓；以及 控制部，在規(guī)定定時(shí)對所述第nl開關(guān)和所述第n2開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行切換，所述控制部對所述第nl開關(guān)和所述第n2開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第nl電感器及所述第I 211-1蓄電元件或所述第Zn-Wl 第2"蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括所述第nl電感器及所述第I 211-1蓄電元件或所述第Zn-Wl 第2"蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定由所述第I 第211-1蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組和由所述第Zn-Wl 第2n蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄電池元件組， 其中，η為2以上的整數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的蓄電裝置，其中， 所述蓄電裝置還具有: 電壓測定單元、電流測定單元，測定所述2"個蓄積元件中的、由第I 第2η_2蓄電元件、第2η_2+1 第2.^蓄電元件、第Zlri+! 第蓄電元件、第2.^+第2n_2+l 第2n蓄電元件構(gòu)成的各蓄電元件組的電壓、電流； 第n3開關(guān)和第n4開關(guān)，在所述第I 第211-1蓄電元件的兩端串聯(lián)連接； 第n5開關(guān)和第n6開關(guān)，在所述第 第2η蓄電元件的兩端串聯(lián)連接； 第π2電感器，被施加通過所述第η3開關(guān)和所述第η4開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的由所述第I 第2η_2蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組或由所述第2η_2+1 第2.^蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組中的一方的端子間電壓；以及 第π3電感器，被施加通過所述第η5開關(guān)和所述第η6開關(guān)的接通/斷開動作而選擇出的由所述第 第蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組或由所述第 第2n蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組中的一方的端子間電壓， 在所述第I 第211-1蓄電元件的阻抗較大的情況下，所述控制部還對所述第n3開關(guān)和所述第n4開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第n2電感器及所述第I 第2n_2蓄電元件和所述第2n_2+l 第211-1蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括所述第n2電感器及所述第I 第2n_2蓄電元件和所述第2n_2+l 第2η—1蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定由第I 第2η_2蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組和由第2η_2+1 第211-1蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄積元件組， 在所述第ZM+l 第2"蓄電元件的阻抗較大的情況下，所述控制部還對所述第n5開關(guān)和所述第n6開關(guān)進(jìn)行切換，依次構(gòu)成包括所述第3電感器及所述第Zn-Wl 第。"―1+〗11-2蓄電元件和所述第Zn-Wn-Wl 第2n蓄電元件中的一方的閉合電路、以及包括所述第n3電感器及所述第 第蓄電元件和所述第 第2n蓄電元件中的另一方的閉合電路，使用所述電壓測定單元、電流測定單元測定由所述第Zn-Wi 第。"―1+〗11-2蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組和由所述第211-1+第2n_2+l 第2n蓄電元件構(gòu)成的蓄電元件組的阻抗，對這些阻抗的大小進(jìn)行比較，確定阻抗較大的蓄積元件組。
9.如權(quán)利要求7所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第nl開關(guān)和所述第n2開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行控制，以至少具有從所述第I 第211-1蓄電元件向所述第nl電感器流過電流的期間、從所述第nl電感器向第I 第211-1蓄電元件流過電流的期間、從所述第Zn-Wl 第2n蓄電元件向所述第nl電感器流過電流的期間、從所述第nl電感器向所述第Zn-Wl 第2n蓄電元件流過電流的期間。
10.如權(quán)利要求7所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第n3開關(guān)和所述第n4開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行控制，以至少具有從所述第I 第2n_2蓄電元件向所述第n2電感器流過電流的期間、從所述第n2電感器向所述第I 第2n_2蓄電元件流過電流`的期間、從所述第2n_2+l 第2.^蓄電元件向所述第n2電感器流過電流的期間、從所述第n2電感器向所述第2n_2+l 第211-1蓄電元件流過電流的期間。
11.如權(quán)利要求8所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所述第π5開關(guān)和所述第η6開關(guān)的接通/斷開進(jìn)行控制，以至少具有從所述第Zn-Wl 第2η-1+2η_2蓄電元件向所述第η3電感器流過電流的期間、從所述第η3電感器向所述第 第2n_1+2n_2蓄電元件流過電流的期間、從所述第2n_1+2n_2+l 第2n蓄電元件向所述第n3電感器流過電流的期間、從所述第n3電感器向所述第2n-1+2n_2+l 第2"蓄電元件流過電流的期間。
12.如權(quán)利要求7 11中的任意一項(xiàng)所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部對所確定的所述蓄電元件組的阻抗和所記錄的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在該阻抗大于該基準(zhǔn)值的情況下，報(bào)知該蓄電元件組。
13.如權(quán)利要求7所述的蓄電裝置，其中， 所述控制部接收表示實(shí)施阻抗測定的至少I個時(shí)間段的信息即日程表信息，根據(jù)所述日程表信息測定所述第I 第2n蓄電元件的阻抗。
14.一種便攜設(shè)備，接受來自蓄電裝置的電源供給而進(jìn)行動作，其中，該便攜設(shè)備具有權(quán)利要求1 13中的任意一項(xiàng)所述的蓄電裝置。
15.一種電動車輛，接受來自蓄電裝置的電源供給而進(jìn)行驅(qū)動，其中，該電動車輛具有權(quán)利要求1 13中的 任意一項(xiàng)所述的蓄電裝置。
全文摘要
在串聯(lián)連接多個蓄電元件的蓄電裝置中，提供能夠在短時(shí)間內(nèi)判定劣化的蓄電元件的帶阻抗測定功能的蓄電裝置。帶阻抗測定功能的蓄電裝置通過第1判定電路對高電壓側(cè)一半和低電壓側(cè)一半的蓄電單元的阻抗進(jìn)行測定和比較，進(jìn)而選擇性地使用判定為阻抗較高的蓄電單元中一并設(shè)置的第2判定電路，通過測定其中的高電壓側(cè)和低電壓側(cè)的蓄電元件的阻抗，確定全體中阻抗較高的蓄電元件及其阻抗，通過閾值判定對劣化、異常進(jìn)行檢測和顯示。
文檔編號H01M10/48GK103229346SQ201280003810
公開日2013年7月31日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者倉貫正明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社