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公開番号2024161470
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-19
出願番号2024135236,2022099518
出願日2024-08-14,2022-06-21
発明の名称バッテリパック
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人芳野国際特許事務所
主分類G01R 31/392 20190101AFI20241112BHJP(測定;試験)
要約【課題】単体でバッテリの劣化診断を行うことができるバッテリパックを提供すること。
【解決手段】バッテリパック40は、ハイブリッドシステム10のモータ2に電力を供給するバッテリ50と、電気回路によりバッテリ50に電気的に接続される抵抗45と、バッテリ50と抵抗45との間における電気回路174に設けられ、バッテリ50と抵抗45との間における電気回路174の開閉を行うスイッチ46と、入力信号86に応じてスイッチ46を閉じる制御を実行し、電流がバッテリ50から抵抗45に向かって流れたときのバッテリ50の電圧変動に基づいてバッテリ50の劣化度合いを診断する制御部85と、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、
前記ハイブリッドシステムのモータに電力を供給するバッテリと、
電気回路により前記バッテリに電気的に接続される抵抗と、
前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行うスイッチと、
入力信号に応じて前記スイッチを閉じる制御を実行し、電流が前記バッテリから前記抵抗に向かって流れたときの前記バッテリの電圧変動に基づいて前記バッテリの劣化度合いを診断する制御部と、
を備えたことを特徴とするバッテリパック。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記スイッチを閉じてから所定時間が経過すると、前記スイッチを自動的に開く制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記制御部は、前記バッテリの電圧値を検出する内部回路を内蔵することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記バッテリの正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記正極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う正極側コンタクタと、
前記バッテリの負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記負極端子と前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行う負極側コンタクタと、
をさらに備え、
前記スイッチは、前記正極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路および前記負極側コンタクタと前記抵抗との間における前記電気回路の少なくともいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記電気回路に設けられ、前記電気回路を流れる電流値を検出する電流値検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電流値検出部から取得した電流値に基づいて過電流異常を検出すると、前記スイッチを開く制御を実行するとともに、前記正極側コンタクタおよび前記負極側コンタクタの少なくともいずれかを開く制御を実行することを特徴とする請求項４に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記制御部は、前記電圧変動のデータを蓄積する記憶部を有し、前記記憶部に蓄積された前記データに基づいて前記劣化度合いを診断することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとバッテリとを併用するハイブリッドシステムは、低公害化と化石燃料の省資源化との要求に伴って、産業機械や自動車等のために開発されている。ハイブリッドシステムは、例えば化石燃料を使用し動力を発生する内燃式エンジンと、内燃式エンジンを補助するモータと、モータに電力を供給する例えばリチウムイオン電池等のバッテリと、を備えている。
【０００３】
ハイブリッドシステムでは、例えばリチウムイオン電池を含むバッテリパックが、モータを駆動するための電源として用いられている。リチウムイオン電池では、長期の保管や長期の使用によって満充電容量が減少していく劣化現象が生ずる。例えば、ハイブリッドシステムを有する乗用車等の自動車では、車検の時に、劣化診断装置を用いて定期的にリチウムイオン電池の劣化度合いを容易に診断することができる。
【０００４】
しかし、ハイブリッドシステムを有する産業機械では、車検のような定期検査の機会がないので、リチウムイオン電池の劣化度合いの診断を定期的に行うことが困難である。例えば、ハイブリッドシステムを有する産業機械を使用するユーザは、リチウムイオン電池の劣化度合いの診断をユーザ自身で行うためには、別途高価なバッテリ劣化診断装置等のバッテリ評価装置を用意する必要がある。このように、ハイブリッドシステムを有する産業機械においてリチウムイオン電池の劣化度合いの診断を定期的に行うことが困難であるため、リチウムイオン電池の交換をするタイミングがユーザにとって不明確であるという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、車両用バッテリーのセル劣化診断方法が開示されている。特許文献２には、車両に搭載されたバッテリの劣化状態の判定を、サーバ装置において行うことができるバッテリ状態判定システムおよびバッテリ状態判定方法が開示されている。特許文献３には、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載されるＥＣＵ（Engine Control Unit：エンジンコントロールユニット）により実現される二次電池の劣化判定装置および劣化判定方法が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載された技術では、バッテリの状態に関する物理量（電流や電圧など）を検出するための制御装置や検出装置などが、車両に搭載されており、バッテリパックとは別に必要である。そのため、バッテリパック単体でバッテリの劣化診断を行うことが困難であるという問題がある。すなわち、バッテリパックがハイブリッドシステムに搭載されている時にしか、バッテリの劣化診断を行うことができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１１－２５７３７２号公報
特開２０２１－８６６５４号公報
国際公開第２０１１／１２５２１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、単体でバッテリの劣化診断を行うことができるバッテリパックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様は、ハイブリッドシステムに搭載されるバッテリパックであって、前記ハイブリッドシステムのモータに電力を供給するバッテリと、電気回路により前記バッテリに電気的に接続される抵抗と、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路に設けられ、前記バッテリと前記抵抗との間における前記電気回路の開閉を行うスイッチと、入力信号に応じて前記スイッチを閉じる制御を実行し、電流が前記バッテリから前記抵抗に向かって流れたときの前記バッテリの電圧変動に基づいて前記バッテリの劣化度合いを診断する制御部と、を備えたことを特徴とするバッテリパックである。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、抵抗が、バッテリパックに備えられており、電気回路によりバッテリに電気的に接続されている。また、スイッチが、バッテリと抵抗との間における電気回路に設けられており、バッテリと抵抗との間における電気回路の開閉を行う。そのため、スイッチがバッテリと抵抗との間における電気回路を閉じると、電流がバッテリから抵抗に向かって流れる。ここで、バッテリパックに備えられた制御部は、入力信号に応じてスイッチを閉じる制御を実行し、電流がバッテリから抵抗に向かって流れたときのバッテリの電圧変動に基づいてバッテリの劣化度合いを診断する。これにより、本発明の第１態様に係るバッテリパックは、バッテリパック単体でバッテリパックに備えられたバッテリの劣化診断を行うことができる。また、本発明の第１態様に係るバッテリパックは、バッテリパック単体でバッテリの劣化診断を行うことができるため、任意のタイミングで制御部に入力された信号によりバッテリの劣化診断を行うことができ、例えば車検等の定期検査の機会がない場合であっても、バッテリの劣化度合いを任意のタイミングで診断することができる。これにより、バッテリパックに備えられたバッテリの交換タイミングがより明確になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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