JP2010017000A - Controller for electricity accumulator, and vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電素子の過充電を抑制することを目的とする。
【解決手段】複数の単電池を含む電池ブロックB0〜Bnを直列に複数接続したバッテリBの制御装置であって、バッテリBの蓄電率が増すほどバッテリBの充電に用いられる電流の値が制限されるようにバッテリBの充電動作を制御する制御部14と、前記各電池ブロックB0〜Bnの電圧値を検出するための電圧検知部11と、前記複数の電池ブロックB0〜Bnに含まれる複数の単電池のうちいずれかの電圧値が閾値(例えば、4.25V)を超えた場合には、異常通知を行う異常検知部13とを有する。異常検知部13により異常が検知されたときに、制御部14は、複数の電池ブロックB0〜Bnのうち電圧値の最も高い最大蓄電ブロックの蓄電率よりも高い仮想蓄電率に応じた充電動作が行われるようにバッテリBの充電動作を制御する。
【選択図】図3An object of the present invention is to suppress overcharge of a power storage element.
A control device for a battery B in which a plurality of battery blocks B0 to Bn including a plurality of single cells are connected in series, and the value of a current used for charging the battery B is limited as the storage rate of the battery B increases. The control unit 14 for controlling the charging operation of the battery B, the voltage detection unit 11 for detecting the voltage value of each of the battery blocks B0 to Bn, and the plurality of battery blocks B0 to Bn included in the plurality of battery blocks B0 to Bn. When any one of the single cells exceeds a threshold value (for example, 4.25 V), an abnormality detection unit 13 that performs abnormality notification is provided. When abnormality is detected by the abnormality detection unit 13, the control unit 14 performs a charging operation according to a virtual storage rate higher than the storage rate of the maximum storage block having the highest voltage value among the plurality of battery blocks B0 to Bn. The charging operation of the battery B is controlled so as to be performed.
[Selection] Figure 3
Description
本発明を複数の蓄電素子を含む蓄電体の充電などを制御する蓄電体の制御装置及び車両に関する。 The present invention relates to a power storage unit control device and a vehicle for controlling charging of a power storage unit including a plurality of power storage elements.
近年、環境問題を背景に、ハイブリッド車両、電気車両などが注目されている。これらの車両は、動力源として蓄電装置を搭載している。一般的に、これらの車両に搭載される蓄電装置は複数の単電池を含む電池ブロックを直列に複数接続することにより構成される。 In recent years, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like have attracted attention against the background of environmental problems. These vehicles are equipped with a power storage device as a power source. Generally, a power storage device mounted on these vehicles is configured by connecting a plurality of battery blocks including a plurality of single cells in series.
図8は、従来の各電池ブロックに含まれる各単電池の電圧値を示しており、図8(A)は充電時の状態を示しており、図8(B)は充電時の状態を示している。単電池が上限素子電圧値よりも高い電圧値になると、電池劣化が進行する。単電池が下限素子電圧値よりも低い電圧値になると、電池劣化が進行する。 FIG. 8 shows the voltage value of each single cell included in each conventional battery block, FIG. 8 (A) shows the state during charging, and FIG. 8 (B) shows the state during charging. ing. When the unit cell has a voltage value higher than the upper limit element voltage value, battery deterioration proceeds. When the unit cell has a voltage value lower than the lower limit element voltage value, battery deterioration proceeds.
第1〜第4の電池ブロック111〜141は直列に接続されている。第1の電池ブロック111は第1〜第5の単電池111a〜111eからなり、第2の電池ブロック121は第1〜第5の単電池121a〜121eからなり、第3の電池ブロック131は第1〜第5の単電池131a〜131eからなり、第4の電池ブロック141は第1〜第5の単電池141a〜141eからなる。
The first to fourth battery blocks 111 to 141 are connected in series. The first battery block 111 includes first to
各電池ブロック111〜141には図示しない電圧検出センサが取り付けられており、この電圧検出センサから出力される電圧信号などに基づき、図示しないコントローラは、蓄電装置の充電動作及び放電動作を制御する。コントローラは、蓄電装置の蓄電量の目標値となる目標蓄電量(例えば60%)を中心値とした所定の範囲(例えば、40〜80%)に蓄電装置の蓄電量が制限されるように充電動作及び放電動作を制御する。 A voltage detection sensor (not shown) is attached to each of the battery blocks 111 to 141, and a controller (not shown) controls a charging operation and a discharging operation of the power storage device based on a voltage signal output from the voltage detection sensor. The controller is charged so that the power storage amount of the power storage device is limited to a predetermined range (for example, 40 to 80%) centered on a target power storage amount (for example, 60%) that is a target value of the power storage amount of the power storage device. Control operation and discharge operation.
蓄電装置の充電状態において、コントローラは、第1〜第4の電池ブロック111〜141のうち最も電圧値の高い第4の電池ブロック141の蓄電率が前記所定の範囲の蓄電上限値(80%)に至らないように充電動作を制御する。蓄電装置の放電状態において、コントローラは、第1〜第4の電池ブロック111〜141のうち最も電圧値の低い第3の電池ブロック131の蓄電率が前記所定の範囲の蓄電下限値(40%)に至らないように放電動作を制御する。
しかしながら、図8(A)に図示する充電状態では、第2の電池ブロック121の第5の単電池121eが上限素子電圧値に達しており、第4の電池ブロック141の蓄電量と前記所定の範囲の上限値との間に余裕がある場合には、継続して高い電流値で充電が行われる。このため、第2の電池ブロック121の第5の単電池121eが上限素子電圧値を超えて過充電され、その結果、電池寿命が短くなるおそれがある。
However, in the state of charge shown in FIG. 8A, the
また、図8(B)に図示する放電状態では、第1の電池ブロック111の第4の単電池111dが下限素子電圧値に達しており、第3の電池ブロック131の蓄電量と前記所定の範囲の下限値との間に余裕がある場合には、継続して高い電流値で放電が行われる。このため、第1の電池ブロック111の第4の単電池111dが下限素子電圧値を超えて過放電され、その結果、電池寿命が短くなるおそれがある。
8B, the
本願発明は、蓄電素子の過充電を抑制することを第1の目的とする。また、本願発明は、蓄電素子の過放電を抑制することを第2の目的とする。 This invention makes it the 1st objective to suppress the overcharge of an electrical storage element. Moreover, this invention makes it the 2nd objective to suppress the overdischarge of an electrical storage element.
上記第1の目的を達成するために、本願発明の蓄電体の制御装置は、(1)複数の蓄電素子を含む蓄電ブロックを直列に複数接続した蓄電体の制御装置であって、前記蓄電体の蓄電率が増すほど前記蓄電体の充電に用いられる電流の値が制限されるように前記蓄電体の充電動作を制御する制御部と、前記各蓄電ブロックの電圧値を検出するための電圧検出部と、前記複数の蓄電ブロックに含まれる前記複数の蓄電素子のうちいずれかの電圧値が閾値を超えた場合には、異常通知を行う異常検知部と、前記異常検知部により異常が検知されたときに、前記制御部は、前記複数の蓄電ブロックのうち電圧値の最も高い最大蓄電ブロックの蓄電率よりも高い仮想蓄電率に応じた充電動作が行われるように前記蓄電体の充電動作を制御することを特徴とする。 In order to achieve the first object, a power storage device control device according to the present invention is (1) a power storage device control device in which a plurality of power storage blocks including a plurality of power storage elements are connected in series, A control unit for controlling the charging operation of the power storage unit such that the value of the current used for charging the power storage unit is limited as the storage rate of the battery increases, and voltage detection for detecting the voltage value of each power storage block And when the voltage value of any of the plurality of power storage elements included in the plurality of power storage blocks exceeds a threshold value, an abnormality is detected by the abnormality detection unit and the abnormality detection unit. The control unit performs the charging operation of the power storage unit so that the charging operation is performed according to a virtual storage rate higher than the storage rate of the maximum storage block having the highest voltage value among the plurality of storage blocks. Feature to control To.
(1)の構成によれば、いずれかの蓄電素子において電圧値が閾値を超えた場合には、実際の蓄電率よりも高い仮想蓄電率で充電動作が行われるため、充電がより制限され、蓄電素子を保護することができる。 According to the configuration of (1), when the voltage value exceeds a threshold value in any of the power storage elements, the charging operation is performed at a virtual power storage rate higher than the actual power storage rate. The power storage element can be protected.
(2)(1)の構成において、前記最大蓄電ブロックの蓄電率よりも、前記閾値と、前記最大蓄電ブロックの電圧値を前記最大蓄電ブロックに含まれる前記蓄電素子の個数で除した平均電圧値との電圧差に対応した補正蓄電率の分だけ高い値を仮想蓄電率として用いることができる。 (2) In the configuration of (1), an average voltage value obtained by dividing the threshold value and the voltage value of the maximum power storage block by the number of power storage elements included in the maximum power storage block, rather than the power storage rate of the maximum power storage block. A value that is higher by the corrected power storage rate corresponding to the voltage difference between and can be used as the virtual power storage rate.
(2)の構成によれば、より効果的に充電が制限され、蓄電素子を保護することができる。 According to the configuration of (2), charging is more effectively limited, and the storage element can be protected.
(3)(1)又は(2)の構成において、前記蓄電素子の電圧値と蓄電率との関係を示す関係情報が記憶されたメモリを有し、前記制御部は、前記メモリに記憶された前記関係情報から前記補正蓄電率を算出することができる。 (3) In the configuration of (1) or (2), the information processing apparatus includes a memory that stores relationship information indicating a relationship between a voltage value of the power storage element and a power storage rate, and the control unit is stored in the memory. The corrected power storage rate can be calculated from the relationship information.
(3)の構成によれば、予めメモリに記憶された関係情報から、正確な補正蓄電率を算出することができる。 According to the configuration of (3), an accurate corrected power storage rate can be calculated from the relationship information stored in advance in the memory.
(4)(1)から(3)の構成において、前記制御部は、前記最大蓄電ブロックの蓄電率が所定の上限蓄電率を超えないように前記蓄電体の充電動作を制御するのが好ましい。 (4) In the configurations of (1) to (3), it is preferable that the control unit controls the charging operation of the power storage unit so that the power storage rate of the maximum power storage block does not exceed a predetermined upper limit power storage rate.
上記第2の目的を達成するために、本願発明の蓄電体の制御装置は、(1)複数の蓄電素子を含む蓄電ブロックを直列に複数接続した蓄電体の制御装置であって、前記蓄電体の蓄電量が減るほど前記蓄電体の放電の電流値が制限されるように前記蓄電体の放電動作を制御する制御部と、前記各蓄電ブロックの電圧値を検出するための電圧検出部と、前記複数の蓄電ブロックに含まれる前記複数の蓄電素子のうちいずれかの電圧値が閾値よりも低い場合には、異常通知を行う異常検知部と、前記異常検知部により異常が検知されたときに、前記制御部は、前記複数の蓄電ブロックのうち電圧値の最も低い最小蓄電ブロックの蓄電率よりも低い仮想蓄電率に応じた放電動作が行われるように前記蓄電体の放電動作を制御することを特徴とする。 In order to achieve the second object, a power storage device control device according to the present invention is (1) a power storage device control device in which a plurality of power storage blocks including a plurality of power storage elements are connected in series, A control unit for controlling the discharging operation of the power storage unit such that the current value of the power storage unit discharge is limited as the amount of stored power decreases, and a voltage detection unit for detecting the voltage value of each power storage block; When any one of the plurality of power storage elements included in the plurality of power storage blocks has a voltage value lower than a threshold value, when an abnormality is detected by the abnormality detection unit and the abnormality detection unit The control unit controls the discharging operation of the power storage unit so that a discharging operation according to a virtual power storage rate lower than a power storage rate of the lowest power storage block having the lowest voltage value among the plurality of power storage blocks is performed. It is characterized by.
(1)の構成によれば、いずれかの蓄電素子において電圧値が閾値よりも低い場合には、実際の蓄電率よりも低い仮想蓄電率で放電動作が行われるため、放電がより制限され、蓄電素子を保護することができる。 According to the configuration of (1), when the voltage value is lower than the threshold value in any one of the power storage elements, the discharge operation is performed at a virtual power storage rate lower than the actual power storage rate, so that the discharge is more limited, The power storage element can be protected.
(2)(1)の構成において、前記最小蓄電ブロックの蓄電率よりも、前記閾値と、前記最小蓄電ブロックの電圧値を前記最小蓄電ブロックに含まれる前記蓄電素子の個数で除した平均電圧値との電圧差に対応した補正蓄電量の分だけ低い値を仮想蓄電率として用いることができる。 (2) In the configuration of (1), an average voltage value obtained by dividing the threshold value and the voltage value of the minimum power storage block by the number of power storage elements included in the minimum power storage block, rather than the power storage rate of the minimum power storage block. A value that is lower by the amount of corrected power storage corresponding to the voltage difference can be used as the virtual power storage rate.
(3)(1)又は(2)の構成において、前記蓄電素子の電圧値と蓄電率との関係を示す関係情報が記憶されたメモリを有し、前記制御部は、前記メモリに記憶された前記関係情報から前記補正蓄電率を算出することができる。 (3) In the configuration of (1) or (2), the information processing apparatus includes a memory that stores relationship information indicating a relationship between a voltage value of the power storage element and a power storage rate, and the control unit is stored in the memory. The corrected power storage rate can be calculated from the relationship information.
(3)の構成によれば、予めメモリに記憶された関係情報から、正確な補正蓄電率を算出することができる。 According to the configuration of (3), an accurate corrected power storage rate can be calculated from the relationship information stored in advance in the memory.
(4)(1)から(3)の構成において、前記制御部は、前記最小蓄電ブロックの蓄電率が所定の下限蓄電率よりも低くならないように前記蓄電体の放電動作を制御するのが好ましい。 (4) In the configurations of (1) to (3), it is preferable that the control unit controls the discharging operation of the power storage unit so that the power storage rate of the minimum power storage block does not become lower than a predetermined lower limit power storage rate. .
上記各蓄電体の制御装置は、車両に搭載することができる。 The control device for each power storage unit can be mounted on a vehicle.
本発明によれば、蓄電素子の過充電を抑制できる。本発明によれば、蓄電素子の過放電を抑制できる。 According to the present invention, overcharge of a power storage element can be suppressed. According to the present invention, overdischarge of the electricity storage element can be suppressed.
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図1は、本実施例のハイブリッド車両1のブロック図である。ハイブリッド車両1は、エンジン及びモータを走行用の動力源として兼用している。ハイブリッド車両1は、前輪20R、20Lと、後輪22R、22Lと、エンジン2と、プラネタリギヤ16と、デファレンシャルギヤ18と、ギヤ4、6と、制御部14とを含む。
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
FIG. 1 is a block diagram of a
ハイブリッド車両1は、さらに、車両後方に配置されるバッテリ(蓄電体)Bと、バッテリBの電圧、電流を監視する監視ユニット10と、バッテリBの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット32と、昇圧ユニット32との間で直流電力を授受するインバータ36と、プラネタリギヤ16を介してエンジン2に連結され主として発電を行うモータジェネレータMG1と、回転軸がプラネタリギヤ16に接続されるモータジェネレータMG2とを含む。インバータ36は、モータジェネレータMG1、MG2に接続され、交流電力と昇圧ユニット32からの直流電力との変換を行う。
The
プラネタリギヤ16は第1〜第3の回転軸を有し、それぞれエンジン2、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に接続される。第3の回転軸にはギヤ4が取り付けられ、このギヤ4はギヤ6を駆動することによりデファレンシャルギヤ18に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ18はギヤ6から受ける動力を前輪20R、20Lに伝達するとともに、ギヤ6、4を介して前輪20R、20Lの回転力をプラネタリギヤ16の第3の回転軸に伝達する。
プラネタリギヤ16は、エンジン2、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2の間で動力を分割する。すなわち、プラネタリギヤ16の3つの回転軸のうち2つの回転軸の回転が定まれば、残る1つの回転軸の回転は強制的に決定される。したがって、エンジン2を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータMG1の発電量を制御してモータジェネレータMG2を駆動させることにより車速の制御を行い、全体としてエネルギ効率のよい車両を実現している。なお、モータジェネレータMG2の回転を減速してプラネタリギヤ16に伝達する減速ギヤを設けても良く、その減速ギヤの減速比を変更可能にした減速ギヤを設けても良い。
バッテリBは、直流電力を昇圧ユニット32に供給するとともに、昇圧ユニット32から供給される直流電力によって充電される。バッテリBには、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池を用いることができる。バッテリBは、組電池であり、複数の電池ブロック(蓄電ブロック)B0〜Bnを含む。これらの電池ブロックB0〜Bnは直列に接続されている。電池ブロックB0は、複数の単電池(蓄電素子)b01〜b0nを含む(図2参照)。電池ブロックBnは、複数の単電池bn1〜bnnを含む。他の電池ブロックも同様の構成である。なお、各電池ブロックB0〜Bnに含まれる単電池の個数は全て同じである。
The battery B supplies DC power to the boosting
監視ユニット10は電圧検知部(電圧検出部)11と、電流センサ12と、異常検知部13とを含む。電圧検知部11は複数の電池ブロックB0〜Bnのそれぞれの電圧V0〜Vn(ブロック電圧)を検知して、その検知結果を制御部14に出力する。異常検知部13は、電池ブロックB0〜Bnに含まれる単電池b01〜bnnのいずれかの電圧値が予め定められた範囲外(後述する)にある場合には、フラグFLGをオン状態にして制御部14に異常通知を行う。
The
昇圧ユニット32はバッテリBから受ける直流電圧を昇圧してその昇圧された直流電圧をインバータ36に供給する。インバータ36は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータMG1を駆動制御する。また、エンジン始動後には、モータジェネレータMG1が発電した交流電力はインバータ36によって直流に変換され、昇圧ユニット32によってバッテリBの充電に適切な電圧に変換されてバッテリBが充電される。
また、インバータ36はモータジェネレータMG2を駆動する。モータジェネレータMG2はエンジン2を補助して前輪20R、20Lを駆動する。制動時には、モータジェネレータMG2は回生運転を行い、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ36及び昇圧ユニット32を経由してバッテリBに戻される。昇圧ユニット32とバッテリBとの間には車両運転時にバッテリBと昇圧ユニット32とを接続するシステムメインリレー28、30が設けられる。車両非運転時にはシステムメインリレー28、30が非通電状態となり高電圧が遮断される。
制御部14は、運転者の指示および車両に取り付けられた各種センサからの出力に応じてエンジン2、インバータ36、昇圧ユニット32およびシステムメインリレー28、30の制御を行うとともに、バッテリBの充放電制御を行う。
The
図2は、図1の制御部14の機能ブロックと関連する周辺装置を示した図である。同図において、電圧検知部11は複数の電圧センサ710〜71nを含む。これらの電圧センサ710〜71nはそれぞれ、電池ブロックB0〜Bnのブロック電圧値を検出し、その結果を制御部14に出力する。電流センサ12は、バッテリBを流れる電流値を検出する。
制御部14は、電圧検知部11により検出されたブロック電圧値V0〜Vn及び電流センサ12から受ける電流値IB等に基づきバッテリBの充放電状態(SOC:state of charge)を制御する。
FIG. 2 is a diagram showing peripheral devices related to the functional blocks of the
The
具体的には、バッテリBの充電時にあっては、複数の電池ブロックB0〜Bnのうち最もブロック電圧値の高い最大電池ブロックの蓄電率が、蓄電率の上限である上限蓄電率(例えば、80%)を超えないように、バッテリBの充電動作を制御し、バッテリBの放電時にあっては、複数の電池ブロックB0〜Bnのうち最もブロック電圧値の低い最小電池ブロックの蓄電率が、蓄電率の下限である下限蓄電率(例えば、40%)よりも低くならないように、バッテリBの放電動作を制御する。これらの上限蓄電率及び下限蓄電率は、バッテリBの過充電及び過放電を防止する観点から、バッテリBの種類などに応じて適宜変更することができる。 Specifically, at the time of charging the battery B, an upper limit storage rate (for example, 80%), where the storage rate of the largest battery block having the highest block voltage value among the plurality of battery blocks B0 to Bn is the upper limit of the storage rate. %), The charging operation of the battery B is controlled. When the battery B is discharged, the storage rate of the smallest battery block having the lowest block voltage value among the plurality of battery blocks B0 to Bn is stored. The discharging operation of battery B is controlled so as not to be lower than a lower limit storage rate (for example, 40%) that is a lower limit of the rate. These upper limit power storage rate and lower limit power storage rate can be appropriately changed according to the type of the battery B and the like from the viewpoint of preventing overcharge and overdischarge of the battery B.
また、制御部14は、バッテリBの充電時において、前記最大電池ブロックの蓄電率が前記上限蓄電率に近づくにしたがってバッテリBの充電が絞られるようにバッテリBの充電動作を制御し、バッテリBの放電時において、前記最小電池ブロックの蓄電率が前記下限蓄電率に近づくにしたがってバッテリBの放電が絞られるようにバッテリBの放電動作を制御する。
Further, the
制御部14には内部メモリ(メモリ)14aが設けられており、この内部メモリ14aには単電池b01〜bnnのセル上限電圧値(請求項1に記載の閾値)及びセル下限電圧値(請求項6に記載の閾値)が記憶されている。内部メモリ14aには、RAM、ROMを用いることができる。充電時に単電池b01〜bnnの電圧値がこのセル上限電圧値よりも高くなると電池劣化が進行し、放電時に単電池b01〜bnnの電圧値がこのセル下限電圧値よりも低くなると電池劣化が進行する。本実施例では、セル上限電圧値及びセル下限電圧値をそれぞれ、4.25V及び1.40Vに設定しているが、単電池b01〜bnnの種類などに応じて適宜変更することができる。
The
また、制御部14の内部メモリ14aには、単電池の蓄電率と電圧値との関係を表す情報(関係情報)が記憶されている。具体的には、図4に図示する曲線に従う蓄電率と電圧値との対応関係を表すデータテーブルが内部メモリ14aに記憶されている。ただし、図4に図示する曲線を表す関数式を内部メモリ14aに記憶させておくこともできる。図4の曲線は、単電池b01〜bnnの種類などに応じて決まる設計上の情報である。内部メモリ14aは制御部14の外部に設けてもよい。
The
異常検知部13は、電池ブロックB0〜Bnのそれぞれに対応して設けられる過充電/過放電検出部750〜75nと、過充電/過放電検出部750〜750nの出力をOR演算(論理和演算)するOR回路76とを含む。過充電/過放電検出部750は複数の単電池b01〜bnnに対応してそれぞれ設けられる複数の異常判定部78を含む。
The
各異常判定部78は対応する単電池b01〜bnnの電圧値がセル上限電圧値を上回る場合、及び、セル下限電圧値を下回る場合には、その単電池b01〜bnnが異常であることを示すために、出力の論理値を「0」から「1」に変化させる。過充電/過放電検出部750〜75nは、過充電/過放電検出部750と同様の構成を有するので以後の説明は繰り返さない。
Each
OR回路76は、複数の異常判定部78のいずれかの出力の論理値が「1」の場合、フラグFLGをオン(フラグFLGの論理値を「1」に設定)し、そうでない場合、すなわち、複数の異常判定部78の出力の論理値がすべて「0」の場合にはフラグFLGをオフ(フラグFLGの論理値を「0」に設定)する。
The OR
異常検知部13と制御部14は、信号線41(図1)を介して電気的及び機械的に接続されており、フラグFLGがオンされると、その信号が信号線41を介して制御部14に出力される。したがって、制御部14は、電池ブロックB0〜Bnに含まれる単電池b01〜bnnのうちいずれかが過充電又は過放電状態に至ったことを判別することができる。ただし、過充電又は過放電に至った単電池を特定することはできない。
The
このように、異常検知部13及び制御部14を一本の配線で接続することにより、各異常判定部78及び制御部14を複数の配線で接続する構成よりもコストを削減することができる。
Thus, by connecting the
次に、図3のフローチャートを用いて、バッテリBの充電動作について説明する。図3は、バッテリの充電動作を制御する制御方法を示すフローチャートである。下記のフローチャートは、制御部14によって実行される。
Next, the charging operation of the battery B will be described using the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a control method for controlling the battery charging operation. The following flowchart is executed by the
ステップS101において、異常検知部10のフラグFLGがオンされたかどうかを判定する。ステップS101において、FLGフラグがオンされたと判定された場合にはステップS102に進む。ステップS101において、フラグFLGがオンされていないと判定された場合にはステップS107に進む。
In step S101, it is determined whether or not the flag FLG of the
ステップS102において、内部メモリ14aからセル上限電圧値(4.25V)を読み出すとともに、電圧検知部11から出力された電圧情報に基づきブロック電圧値の最も高い電池ブロック(本実施例では、電池ブロックB1であると仮定する)を特定し、電池ブロックB1のブロック電圧値を電池ブロックB1に含まれる単電池b11〜b1nの個数(n個)で除して平均ブロック電圧値(請求項2に記載の平均電圧値)を算出し、さらにセル上限電圧値から平均ブロック電圧値を減じて電圧差ΔVを算出する。
In step S102, the cell upper limit voltage value (4.25V) is read from the
ステップS103において、メモリ14aに記憶された図4に図示する蓄電率と電圧値との関係を示す情報と、ステップS102で算出した電圧差ΔVとに基づき、ΔSOC(補正蓄電率)を算出する。
In step S103, ΔSOC (corrected charge rate) is calculated based on the information indicating the relationship between the charge rate and the voltage value illustrated in FIG. 4 stored in the
ステップS104において、ステップS103で算出されたΔSOCを電池ブロックB1の蓄電率に加算して、仮想蓄電率を算出する。ステップS105において、仮想蓄電率に基づき、バッテリBの充電動作を制御する。図5は仮想蓄電率に基づく充電動作を説明するための模式図であり、横軸は時間、縦軸は蓄電率を示している。同図において、電池ブロックB1の実際の蓄電率が62%で、ΔSOCが10%であると仮定すると、電池ブロックB1の仮想蓄電率は72%と算出される。 In step S104, ΔSOC calculated in step S103 is added to the storage rate of battery block B1 to calculate a virtual storage rate. In step S105, the charging operation of the battery B is controlled based on the virtual power storage rate. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a charging operation based on the virtual power storage rate, in which the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates the power storage rate. In the figure, assuming that the actual storage rate of battery block B1 is 62% and ΔSOC is 10%, the virtual storage rate of battery block B1 is calculated to be 72%.
ここで、制御部14は、上述したように、電池ブロックB0〜Bnのうちブロック電圧値の最も高い電池ブロックの蓄電率が上限蓄電率(80%)に近づくにしたがって充電が制限されるようにバッテリBの充電動作を制御する。したがって、制御部14は、電池ブロックB1の蓄電率が実際には62%であっても72%であると仮想して、バッテリBの充電動作を制御するため、充電をより効果的に絞ることができる。
Here, as described above, the
これにより、セル上限電圧値に達した単電池(単電池b01〜bnnのうちいずれかであるが、特定はされていない)を保護することができる。また、各単電池b01〜bnnに電圧検出センサを設けて電圧値を監視する必要がなくなるため、コストを削減することができる。 Thereby, the single cell (one of the single cells b01 to bnn but not specified) that has reached the cell upper limit voltage value can be protected. Further, it is not necessary to provide a voltage detection sensor for each of the cells b01 to bnn and monitor the voltage value, so that the cost can be reduced.
ステップS106において、異常検知部10のフラグFLGがオフになったかどうかを判定する。フラグFLGがオンのままである場合には、ステップS105に戻り、仮想蓄電率に基づきバッテリBの充電動作が制御される。ステップS107において、電池ブロックB0〜Bnのうちブロック電圧値の最も高い電池ブロックの蓄電率に基づき充電動作が制御される。
In step S106, it is determined whether or not the flag FLG of the
次に、図6のフローチャートを用いて、バッテリBの放電動作について説明する。図6は、バッテリの放電動作を制御する際の制御方法を示したフローチャートである。下記のフローチャートは、制御部14によって実行される。
Next, the discharging operation of the battery B will be described using the flowchart of FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a control method for controlling the discharging operation of the battery. The following flowchart is executed by the
ステップS201において、異常検知部10のフラグFLGがオンされたかどうかを判定する。ステップS201において、FLGフラグがオンされたと判定された場合にはステップS202に進む。ステップS201において、FLGフラグがオンされていないと判定された場合にはステップS207に進む。
In step S201, it is determined whether the flag FLG of the
ステップS202において、内部メモリ14aからセル下限電圧値(1.40V)を読み出すとともに、電圧検知部11から出力された電圧情報に基づきブロック電圧値の最も低い電池ブロック(本実施例では、電池ブロックB2であると仮定する)を特定し、電池ブロックB2のブロック電圧値を電池ブロックB2に含まれる単電池b21〜b2nの個数(n個)で除して平均ブロック電圧値を算出し、さらに平均ブロック電圧値からセル下限電圧値を減じて電圧差ΔVを算出する。
In step S202, the cell lower limit voltage value (1.40V) is read from the
ステップS203において、メモリ14aに記憶された図4に図示する蓄電率と電圧値との関係を示す情報と、ステップS202で算出した電圧差ΔVとに基づき、ΔSOCを算出する。
In step S203, ΔSOC is calculated based on the information indicating the relationship between the storage rate and the voltage value illustrated in FIG. 4 stored in the
ステップS204において、電池ブロックB2の蓄電率からステップS203で算出されたΔSOCを減じて、仮想蓄電率を算出する。ステップS205において、仮想蓄電率に基づき、バッテリBの放電動作を制御する。図7は仮想蓄電率に基づく放電動作を説明するための模式図である。横軸は時間、縦軸は蓄電率を示している。同図において、電池ブロックB2の実際の蓄電率が55%で、ΔSOCが10%であると仮定すると、電池ブロックB2の仮想蓄電率は45%と算出される。 In step S204, the virtual storage rate is calculated by subtracting ΔSOC calculated in step S203 from the storage rate of battery block B2. In step S205, the discharging operation of the battery B is controlled based on the virtual power storage rate. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the discharge operation based on the virtual power storage rate. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the storage rate. In the figure, assuming that the actual storage rate of battery block B2 is 55% and ΔSOC is 10%, the virtual storage rate of battery block B2 is calculated as 45%.
ここで、制御部14は、上述したように、電池ブロックB1〜Bnのうちブロック電圧値の最も低い電池ブロックの蓄電率が下限蓄電率(40%)に近づくにしたがって放電が制限されるようにバッテリBの放電動作を制御する。したがって、制御部14は、電池ブロックB1の蓄電率が実際には55%であっても45%であると仮想して、バッテリBの放電動作を制御するため、放電をより効果的に絞ることができる。
Here, as described above, the
これにより、セル下限電圧値に達した単電池(単電池b01〜bnnのうちいずれかであるが、特定はされていない)を保護することができる。また、各単電池b01〜bnnに電圧検出センサを設けて電圧値を監視する必要がなくなるため、コストを削減することができる。 Thereby, the single cell (one of the single cells b01 to bnn but not specified) that has reached the cell lower limit voltage value can be protected. Further, it is not necessary to provide a voltage detection sensor for each of the cells b01 to bnn and monitor the voltage value, so that the cost can be reduced.
ステップS206において、異常検知部10のフラグFLGがオフになったかどうかを判定する。フラグFLGがオンのままである場合には、ステップS205に戻り、仮想蓄電率に基づきバッテリBの放電動作が制御される。ステップS207において、電池ブロックB0〜Bnのうちブロック電圧値の最も低い電池ブロックの蓄電率に基づき放電動作が制御される。
In step S206, it is determined whether or not the flag FLG of the
これにより、セル下限電圧値に達した単電池(単電池b01〜bnnのうちいずれかであるが、特定はされていない)を保護することができる。また、各単電池b01〜bnnに電圧検出センサを設けて電圧値を監視する必要がなくなるため、コストを削減することができる。
(変形例)
仮想蓄電率は、上述の実施例に限定されない。例えば、シミュレーションによりΔSOCの変動範囲が予めわかっている場合には、当該変動範囲の最大値をブロック電圧値の最も高い電池ブロックの蓄電率に加算して、仮想蓄電率を算出し、当該仮想蓄電率に基づきバッテリBの充電動作を制御してもよく、ブロック電圧値の最も低い電池ブロックの蓄電率から当該変動範囲の最大値を減じて、仮想蓄電率を算出し、当該仮想蓄電率に基づきバッテリBの放電動作を制御してもよい。
Thereby, the single cell (one of the single cells b01 to bnn but not specified) that has reached the cell lower limit voltage value can be protected. Further, it is not necessary to provide a voltage detection sensor for each of the cells b01 to bnn and monitor the voltage value, so that the cost can be reduced.
(Modification)
The virtual power storage rate is not limited to the above-described embodiment. For example, when the variation range of ΔSOC is known in advance by simulation, the virtual storage rate is calculated by adding the maximum value of the variation range to the storage rate of the battery block having the highest block voltage value, and calculating the virtual storage rate. The charging operation of the battery B may be controlled based on the rate, the virtual storage rate is calculated by subtracting the maximum value of the fluctuation range from the storage rate of the battery block having the lowest block voltage value, and based on the virtual storage rate The discharging operation of the battery B may be controlled.
つまり、ブロック電圧値の最も高い電池ブロックの蓄電率よりも高い蓄電率で充電することにより単電池の過充電を防止できるような実施例は、本願発明の範囲である。また、ブロック電圧値の最も低い電池ブロックの蓄電率よりも低い蓄電率で放電することにより単電池の過放電を防止できるような実施例は、本願発明の範囲である。 That is, an embodiment in which overcharging of a single cell can be prevented by charging at a storage rate higher than that of the battery block having the highest block voltage value is within the scope of the present invention. In addition, an embodiment in which overdischarge of the unit cell can be prevented by discharging at a storage rate lower than the storage rate of the battery block having the lowest block voltage value is within the scope of the present invention.
図3のフローチャートにしたがう充電制御及び図6のフローチャートに従う放電制御のうちいずれか一方のみを実行してもよい。他方の制御には、公知の方法を用いることができる。 Only one of the charge control according to the flowchart of FIG. 3 and the discharge control according to the flowchart of FIG. 6 may be executed. A known method can be used for the other control.
10 監視ユニット
11 電圧検知部
13 異常検知部
14 制御部
710〜71n 電圧検出センサ
B バッテリ
B1〜Bn 電池ブロック
b01〜bnn 単電池
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記蓄電体の蓄電率が増すほど前記蓄電体の充電に用いられる電流の値が制限されるように前記蓄電体の充電動作を制御する制御部と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出するための電圧検出部と、
前記複数の蓄電ブロックに含まれる前記複数の蓄電素子のうちいずれかの電圧値が閾値を超えた場合には、異常通知を行う異常検知部と、
前記異常検知部により異常が検知されたときに、前記制御部は、前記複数の蓄電ブロックのうち電圧値の最も高い最大蓄電ブロックの蓄電率よりも高い仮想蓄電率に応じた充電動作が行われるように前記蓄電体の充電動作を制御することを特徴とする蓄電体の制御装置。 A control device for a power storage unit in which a plurality of power storage blocks including a plurality of power storage elements are connected in series,
A control unit that controls a charging operation of the power storage unit such that a value of a current used for charging the power storage unit is limited as the power storage rate of the power storage unit increases;
A voltage detection unit for detecting a voltage value of each power storage block;
When any voltage value of the plurality of power storage elements included in the plurality of power storage blocks exceeds a threshold, an abnormality detection unit that performs abnormality notification;
When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, the control unit performs a charging operation according to a virtual storage rate higher than the storage rate of the maximum storage block having the highest voltage value among the plurality of storage blocks. As described above, a power storage unit control device that controls a charging operation of the power storage unit.
前記制御部は、前記メモリに記憶された前記関係情報から前記補正蓄電率を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電体の制御装置。 A memory storing relationship information indicating a relationship between a voltage value of the power storage element and a power storage rate;
The said control part calculates the said corrected electrical storage rate from the said relationship information memorize | stored in the said memory, The control apparatus of the electrical storage body of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記蓄電体の蓄電量が減るほど前記蓄電体の放電の電流値が制限されるように前記蓄電体の放電動作を制御する制御部と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出するための電圧検出部と、
前記複数の蓄電ブロックに含まれる前記複数の蓄電素子のうちいずれかの電圧値が閾値よりも低い場合には、異常通知を行う異常検知部と、
前記異常検知部により異常が検知されたときに、前記制御部は、前記複数の蓄電ブロックのうち電圧値の最も低い最小蓄電ブロックの蓄電率よりも低い仮想蓄電率に応じた放電動作が行われるように前記蓄電体の放電動作を制御することを特徴とする蓄電体の制御装置。 A control device for a power storage unit in which a plurality of power storage blocks including a plurality of power storage elements are connected in series,
A control unit for controlling a discharging operation of the power storage unit such that a current value of discharging of the power storage unit is limited as a power storage amount of the power storage unit decreases;
A voltage detection unit for detecting a voltage value of each power storage block;
When any voltage value of the plurality of power storage elements included in the plurality of power storage blocks is lower than a threshold value, an abnormality detection unit that performs abnormality notification;
When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, the control unit performs a discharge operation according to a virtual power storage rate lower than the power storage rate of the lowest power storage block having the lowest voltage value among the plurality of power storage blocks. As described above, a control device for a power storage unit that controls a discharging operation of the power storage unit.
前記制御部は、前記メモリに記憶された前記関係情報から前記補正蓄電率を算出することを特徴とする請求項6又は7に記載の蓄電体の制御装置。 A memory storing relationship information indicating a relationship between a voltage value of the power storage element and a power storage rate;
8. The storage battery control apparatus according to claim 6, wherein the control unit calculates the corrected power storage rate from the relation information stored in the memory. 9.
A vehicle equipped with the power storage device control device according to any one of claims 6 to 9.
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- 2008-07-04 JP JP2008175241A patent/JP4973611B2/en active Active
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