JP2011019329A - Secondary battery device and vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明では電圧検出精度を低下させない、管理機能稼動中に時間がなくてエネルギー均等化が不足とならないような状態を回避できることを課題としている。
【解決手段】本発明では、複数セル又はそれぞれ複数セルをブロック化して有する複数のモジュールと、エネルギーバラツキを均等化するための実行ブロック100と、制御情報を与える管理ブロック200とを制御し、前記実行ブロックでは前記各セルの各電圧情報と各温度に相当する情報を含むエネルギー状態検出信号を生成し、前記管理ブロックでは前記エネルギー状態検出信号に基づいて、ばらつきを制御すべきセル指定情報及び制御時間を決め、前記実行ブロックでは送られてきた前記セル指定情報及び前記制御時間情報を用い前記管理ブロックが動作停止しているときにセルのエネルギー均等化処理を実行する。
【選択図】図1It is an object of the present invention to avoid a state in which voltage detection accuracy is not lowered and energy equalization is not insufficient because there is no time during operation of a management function.
In the present invention, a plurality of modules or a plurality of modules each having a plurality of cells formed into blocks, an execution block 100 for equalizing energy variation, and a management block 200 for providing control information are controlled, In the execution block, an energy state detection signal including information corresponding to each voltage information and each temperature of each cell is generated, and in the management block, cell designation information and control for controlling variation based on the energy state detection signal The execution block determines the energy equalization process of the cell when the management block is stopped using the cell designation information and the control time information sent.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は二次電池装置及び車両に関する。 The present invention relates to a secondary battery device and a vehicle.
一般に、二次電池(セル)を直列に組み合わせて使用する組電池パックにおいては、二次電池の充放電や温度のばらつきなどにより、組み合わされた二次電池の内部の状態がそれぞれ不均等となってくることが知られている。二次電池に蓄えられているエネルギーが不均等となることにより、電池パックとしての機能を最大に利用できるような効率のよい充放電を行うことができなくなってくる。このようなエネルギーの均等化を行う回路として抵抗放電方式(特許文献1、特許文献2、特許文献3)が知られている。
In general, in an assembled battery pack that uses secondary batteries (cells) combined in series, the internal state of the combined secondary batteries becomes non-uniform due to charge / discharge of the secondary batteries and temperature variations. It is known to come. When the energy stored in the secondary battery becomes uneven, it becomes impossible to perform efficient charge and discharge so that the function as the battery pack can be utilized to the maximum. A resistance discharge system (
特許文献1:この二次電池の電圧補正回路では、電池の電圧あるいは容量のばらつきを判定して、高いエネルギーの電池を抵抗に接続して放電させている。しかしながら、これらは電圧検出回路とバランス回路の併用にもかかわらず、バランス回路の動作によって電池電圧の検出値が変動してしまうことが考慮されておらず、正確に電圧を検出しているとはいえない。 Patent Document 1: In this voltage correction circuit for a secondary battery, a variation in battery voltage or capacity is determined, and a high energy battery is connected to a resistor and discharged. However, in spite of the combined use of the voltage detection circuit and the balance circuit, it is not considered that the detection value of the battery voltage fluctuates due to the operation of the balance circuit, and the voltage is accurately detected. I can't say that.
特許文献2:この組電池の電池電圧補正装置は、充電前のレベル合わせのための放電処理を行う。電池パックとして放電終了のタイミングがあり、その電圧に向かって放電していくものであり、電池エネルギーを空にする必要があるため限定的な使い方しかできない。 Patent Document 2: This battery voltage correction device for an assembled battery performs a discharge process for level adjustment before charging. The battery pack has a discharge end timing and discharges toward that voltage. Since the battery energy needs to be emptied, it can only be used in a limited way.
特許文献3:この電池群制御装置および電池電源システムでは、各単位セル間のエネルギーを無負荷電圧で測定し、各単位セル間の残存容量を算出し、単位セル間の平均残容量に対して設定値以上の偏差のあるセルに対して、充放電電流をバイパスする方法が提案されている。残存容量の算出はすでに公知であるが、充放電電流が流れている場合にのみバランス制御が動作するため、バランス時間が長く必要である。すると管理機能が動作しているときに時間不足となり、バランス制御が不十分となる。 Patent Document 3: In this battery group control device and battery power supply system, the energy between each unit cell is measured with no-load voltage, the remaining capacity between each unit cell is calculated, and the average remaining capacity between unit cells is calculated. A method for bypassing charge / discharge current has been proposed for a cell having a deviation of a set value or more. The calculation of the remaining capacity is already known, but the balance control operates only when the charging / discharging current is flowing, so a long balance time is required. Then, when the management function is operating, time is insufficient, and balance control becomes insufficient.
本発明では、電圧検出精度を低下させないこと、管理機能稼動中に時間がなくてエネルギー均等化が不足とならないような状態を回避できることを目的に、電池管理機能が停止しているときに、高いエネルギーのセルの放電を行うことでセル間のエネルギー均等化をとることができるようにした二次電池装置を提供することを目的とする。また前記二次電池装置を搭載した車両を提供することを目的とする。また前記二次電池を搭載した車両のメインスイッチがオフになっており、前記電池管理機能が停止しているときに、良好なエネルギー均等化処理を行う装置を提供することを目的とする。 In the present invention, it is high when the battery management function is stopped for the purpose of preventing voltage detection accuracy from being lowered and avoiding a situation where there is no time and energy equalization is not insufficient during operation of the management function. An object of the present invention is to provide a secondary battery device capable of equalizing energy between cells by discharging energy cells. Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with the secondary battery device. It is another object of the present invention to provide an apparatus for performing a good energy equalization process when a main switch of a vehicle equipped with the secondary battery is turned off and the battery management function is stopped.
上記の課題を解決するために、本発明は、電池管理機能が動作している間に各単位のセルの残エネルギー容量の推定を行い、最小単位セルの残エネルギー容量と各単位セル間の残エネルギー容量の差を算出する。その残エネルギー容量の差に応じた放電時間を算出し、放電動作セルと、放電時間の情報を予めエネルギー均等化部に送信する。次に電池管理機能が停止した時に、電池管理機能が停止したことを認識できる機能を均等化部に持たせ、電池管理機能が停止したとき、エネルギー均等化部がエネルギー均等化のための制御を実施する。 In order to solve the above problems, the present invention estimates the remaining energy capacity of each unit cell while the battery management function is operating, and determines the remaining energy capacity of the minimum unit cell and the remaining energy between the unit cells. Calculate the difference in energy capacity. A discharge time corresponding to the difference in the remaining energy capacity is calculated, and information on the discharge operation cell and the discharge time is transmitted to the energy equalizing unit in advance. Next, when the battery management function is stopped, the equalization unit has a function for recognizing that the battery management function is stopped. When the battery management function is stopped, the energy equalization unit performs control for energy equalization. carry out.
本発明は、エネルギー均等化動作中は、電池管理機能は停止中であり、電圧検出精度を低下させず、また管理機能稼動中に時間がなくてセルのエネルギー均等化が不足とならないような状態を回避することができる。 In the present invention, during the energy equalization operation, the battery management function is stopped, the voltage detection accuracy is not lowered, and there is no time during the operation of the management function so that the energy equalization of the cell is not insufficient. Can be avoided.
以下、図1を参照して第1の実施例を説明する。二次電池パックは、単位セルをx個直列に接続した組電池部と、二次電池の状態を検出する二次電池状態検出部30と、各セルのエネルギーを均等化するエネルギー均等化部31と、二次電池の状態を管理する二次電池管理部40と、エネルギーばらつき検出・動作セル決定部41と、二次電池状態検出部30と二次電池管理部40との間の相互通信を行うための双方向通信部50とを基本的に有する。
The first embodiment will be described below with reference to FIG. The secondary battery pack includes an assembled battery unit in which x unit cells are connected in series, a secondary battery
ここで、機能的な分類から、二次電池状態検出部30と、各セルのエネルギーを均等化するエネルギー均等化部31を含むブロックを実行ブロック100と称し、二次電池の状態を管理する二次電池管理部40と、エネルギーばらつき検出・動作セル決定部41を含むブロックを管理ブロック200と称することにする。この実行ブロック100、管理ブロック200は、他の実施例においても同様に分類されている。
Here, from the functional classification, the block including the secondary battery
上記したx個のセル11−1〜11−xの両端には、プラス電極端子21、マイナス電極端子22がそれぞれ設けられている。
A
各セルの両端は、エネルギー均等化部31に接続されており、このエネルギー均等化部31は、セル個々に対する充放電を行い、後述するエネルギー均等化情報に基づいて、各セルのエネルギーを均等化することができる。エネルギー均等化部31は、各セルのプラスとマイナス電極間を充放電抵抗を介して短絡状態にするための充放電スイッチを有する。例えばセル11−xのプラス端子とマイナス端子に対しては、抵抗31−rx、抵抗31−r(x−1)の一端が接続され、これらの抵抗31−rx、抵抗31−r(x−1)の他方の端子間を充放電スイッチ31−sxにより短絡又は開放することができる。他のセルに対しても同様な充放電スイッチが関連されている。スイッチはFET(電界効果型トランジスタ)などの半導体素子を含む。
Both ends of each cell are connected to an
このように抵抗がセルの正極と負極側に設けられている構成では、接続線をセル電圧の検出線と兼用の線として利用することができる。エネルギーの高いセルに対して充放電スイッチを閉とすることで、抵抗放電を行うことができる。抵抗には、電圧検出線の短絡防止の効果と、セル均等化放電用途の効果を持たせることができる。この放電時間は後述するエネルギー差に応じて設定されており、比較的長い時間(例えば2時間程度)を要する場合がある。 In the configuration in which the resistance is provided on the positive electrode and negative electrode sides of the cell as described above, the connection line can be used as a cell voltage detection line. Resistance discharge can be performed by closing the charge / discharge switch for a high-energy cell. The resistor can have the effect of preventing a short circuit of the voltage detection line and the effect of cell equalization discharge use. This discharge time is set according to an energy difference described later, and may require a relatively long time (for example, about 2 hours).
エネルギー均等化部31には、均等化を実行するための制御情報を格納するための均等化制御部31−1が含まれる。この均等化制御部31−1に格納される均等化制御情報に基づいて、充放電スイッチが制御され、均等化が行われる。均等化制御情報は後述する二次電池管理部40から送られてくる。
The
上記の二次電池状態検出部30は、セルのエネルギー状態を検出することができる。これによりセルのエネルギー状態検出信号が生成される。エネルギー状態検出信号は、全てのセルの各電圧情報と、全てのセルの各温度に相当する情報またはセルを2個以上10個以下にまとめたモジュールの温度に相当する情報を含む。セルの各電圧情報を取得する場合には、1つ1つのセルの両端子の接続線がエネルギー状態検出制御部30−1に検出スイッチを介して接続される。
Said secondary battery
またエネルギー状態の検出は、エネルギー状態検出制御部30−1に格納されている制御情報に基づいて検出スイッチの制御が行われる。このエネルギー状態検出制御部30−1は、先の均等化制御部31−1と一体化されたマイクロプロセッサであってもよい。 Further, the detection of the energy state is performed by controlling the detection switch based on the control information stored in the energy state detection control unit 30-1. The energy state detection control unit 30-1 may be a microprocessor integrated with the previous equalization control unit 31-1.
セルのエネルギー状態検出信号は、双方向通信部50を介して二次電池管理部40内のエネルギーばらつき検出・動作セル決定部41に送られる。このエネルギーばらつき検出・動作セル決定部41は、エネルギー状態検出信号に基づいて、二次電池のセル毎のエネルギーのバラツキを検出し、バラツキを制御する動作セルを決定する。そのために例えば、エネルギー状態検出信号としての全てのセルの各セル電圧情報と、全てのセルの各温度に相当するセル温度情報を用いて、全てのセルのエネルギー残容量を推定する。セル温度に相当する情報は、全てのセルの温度情報または単位セルを複数個まとめたモジュールの温度情報を意味する。
The cell energy state detection signal is sent to the energy variation detection / operation
次に、全てのセルのエネルギー残容量を元に、均等化が必要と判断されたセル、すなわち、バラツキを制御対象となる動作セルを決定する。この動作セルの決定に当たっては、最小エネルギー残容量に対して所定の閾値以上の差を持つセルを選択する。 Next, based on the energy remaining capacity of all the cells, a cell determined to be equalized, that is, an operation cell whose variation is to be controlled is determined. In determining the operation cell, a cell having a difference equal to or larger than a predetermined threshold with respect to the minimum remaining energy is selected.
そして、二次電池管理部40は、バラツキを均等化するための均等化制御情報を生成する。また後述するシャットダウン信号を生成することができる。均等化制御情報は、均等化のために調整すべきセルを特定した動作セル指定情報と、均等化制御時間情報を含む。均等化制御時間情報は、指定されたセルのエネルギー残容量と最小エネルギー残容量に対する差から計算される。この均等化制御情報は、先に述べた対応するセルの放電時間に対応する。
Then, the secondary
シャットダウン信号は、二次電池管理部40の動作が停止したことを示すもので、エネルギー均等化部31へ送信される。シャットダウン信号は、特別のものでなくてもよく、二次電池管理部40で用いられる例えば、I2C通信のクロックが停止したこともシャットダウン信号の出力と判断してよい。また、車両に搭載された二次電池装置であれば、車のメインキーがオフされたときに生じる信号を利用してもよい。
The shutdown signal indicates that the operation of the secondary
上記した装置によると、二次電池管理部40が停止しているときに、均等化制御が行われる。従って二次電池管理部40が停止している時間が長い場合は、均等化のための制御時間が長くても有効に均等化が実効される。均等化制御には非常に長い時間が必要な場合もある。例えば、2乃至3時間から十数時間の時間が必要な場合もある。これは、発熱等の影響により均等化に必要な電流を大きくすることができないためである。しかもセルが多いことも要因である。
According to the above-described apparatus, equalization control is performed when the secondary
よって、均等化制御が行われる時間中に二次電池管理部40が消費するエネルギーを均等化制御中は抑制できることになる。また均等化制御の動作に対して、二次電池管理部40の動作が影響せず、精度の高い均等化制御を行うことができる。つまり均等化制御を行っているときにも二次電池管理部40が動作すると、電力消耗が同時進行しているために、二次電池状態検出精度が悪化するが、本装置であるとこのようなことがない。
Therefore, the energy consumed by the secondary
図2はこの発明の他の実施例である。この発明は上記した構成に限定されるものではなく、直列接続されたセル列が、複数並列接続されてもよい。即ち、x個のセル11−1〜11−xの列にx個のセル21−1〜21−xの列が並列に接続される。セル11−1〜11−xの列には、二次電池状態検出部30及びエネルギー均等化部31が対応し、セル12−1〜12−xの列には、二次電池状態検出部30B及びエネルギー均等化部31Bが対応する。二次電池状態検出部30、30B及びエネルギー均等化部31、31Bは、双方向通信部50を介して二次電池管理部40に接続される。二次電池状態検出部30B、エネルギー均等化部31Bにも制御部30−1、31−1がそれぞれ設けられている。この実施例においても、二次電池管理部40が停止しているときに、セルの均等化処理が実行される。上記のように実行ブロック100の複数が並列接続され、それぞれの実行ブロックが、セルのエネルギー均等化処理を実行する。なお先の実施例と対応する構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the configuration described above, and a plurality of series connected cell rows may be connected in parallel. In other words, a column of x cells 21-1 to 21-x is connected in parallel to a column of x cells 11-1 to 11-x. The secondary battery
図3はこの発明のさらに他の実施例である。この実施例の場合は、例えばセル2個以上10個以下をひとつのモジュールとしてとしている。この実施例の場合、セル11−1からセル11−(N)までのN個セルが1つのモジュールとして取り扱われている。この例では3つのモジュールM1,M2,M3が例示されている。各モジュールは、複数のセルと、二次電池状態検出部と、エネルギー均等化部が組みとなっている。そして各二次電池状態検出部30a,30b,30c、エネルギー均等化部31a,31b,31cには、それぞれ、制御部30−1,31−1が設けられている。
FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, for example, 2 to 10 cells are used as one module. In this embodiment, N cells from the cell 11-1 to the cell 11- (N) are handled as one module. In this example, three modules M1, M2, and M3 are illustrated. Each module includes a plurality of cells, a secondary battery state detection unit, and an energy equalization unit. And each secondary battery state detection part 30a, 30b, 30c and
ここで、各モジュールM1とM2間、及びモジュールM2とM3間には、モジュール間双方向通信部50a、50bが設けられている。双方向通信部50は、最終段通信部であり、二次電池管理部40と最端部のモジュールM1との間に設けられている。
Here, between the modules M1 and M2 and between the modules M2 and M3, inter-module bidirectional communication units 50a and 50b are provided. The
モジュールM3のセルのエネルギー状態検出信号は、双方向通信部50b、50a、50を介して二次電池管理部40に送信され、モジュールM2のセルのエネルギー状態検出信号は、双方向通信部50a、50を介して二次電池管理部40に送信され、モジュールM1のセルのエネルギー状態検出信号は、双方向通信部50を介して二次電池管理部40に送信される。また、モジュールM3に対する均等化制御情報は、二次電池管理部40から双方向通信部50、50a、50bを介して伝送され、モジュールM2に対する均等化制御情報は、二次電池管理部40から双方向通信部50、50aを介して伝送され、モジュールM1に対する均等化制御情報は、二次電池管理部40から双方向通信部50を介して伝送される。各モジュールにおける均等化処理は、先の実施例と同様に実行される。つまりシャットダウン信号を受けたとき、クロックが停止したときに、均等化処理がスタートする。
The energy state detection signal of the cell of the module M3 is transmitted to the secondary
この実施例では、直並列数の多い電池パックにおいて、モジュールごとに個別に検出機能を持たせ、また通信機能を持たせることで、状態検出のタイミングの同時性を高めることが可能となり、電池状態制御の精度を向上させることができる。なお具体的には説明していないがどのセルが何処に位置することを示す各セルのアドレス情報は、制御部31−1,30−1及び二次電池管理部40でテーブルデータとして管理されている。セルのアドレス管理は他の実施例でも同様である、例えば動作セル指定情報はセルアドレスを含む。
In this embodiment, in a battery pack with a large number of series / parallel, it is possible to increase the simultaneity of the timing of state detection by providing a detection function for each module individually and by providing a communication function. The accuracy of control can be improved. Although not specifically described, the address information of each cell indicating which cell is located where is managed as table data by the control units 31-1, 30-1 and the secondary
図4はこの発明のさらに他の実施例である。この実施例の場合は、双方向通信部50で伝送される情報の種類を明確にしている。つまり、二次電圧検出部30から二次電池管理部40へ向けて出力される検出情報の種類としては、全ての単位セルのセル電圧情報61と、全ての単位セルの温度情報または、単位セルを2個以上10個以下にまとめたモジュールのセル温度情報62とがある。また二次電池管理部40から二次電圧検出部30へ向けて出力される制御情報の種類としては、動作セル指定情報52と、均等化制御時間情報53が存在する。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, the type of information transmitted by the
二次電池管理部40は二次電池検出部30から送信された、すべての単位セルの電圧情報61と、その単位セルの温度に相当する情報62を用いて、すべての単位セルのエネルギー残容量を推定する。単位セルの温度に相当する情報は、すべての単位セルの温度情報または単位セルをまとめたモジュールの温度情報を意味する。
The secondary
すべての単位セルのエネルギー残容量を元に、均等化を行うセルすなわち動作指定セルを決定する。動作指定セルは、最小エネルギー残容量に対して、所定のしきい値以上の差を持ったセルとする。最小エネルギー残容量に対するエネルギー差に対して、たとえば、均等化部の抵抗値と、均等化のスイッチが投入可能な時間を元に、動作指定セルの均等化制御時間を算出する。例えば図1の単位セル11−1に対して、抵抗値は、抵抗31−r1と抵抗31−r2の和が均等化回路の抵抗値となる。 Based on the remaining energy of all unit cells, a cell to be equalized, that is, an operation designated cell is determined. The operation designated cell is a cell having a difference of a predetermined threshold value or more with respect to the minimum remaining energy. For the energy difference with respect to the minimum remaining energy, for example, the equalization control time of the operation designated cell is calculated based on the resistance value of the equalization unit and the time during which the equalization switch can be turned on. For example, the resistance value of the unit cell 11-1 in FIG.
均等化のスイッチが投入可能な時間とは、電圧検出線と、均等化回路を兼用する回路において、電圧を検出している間に均等化のためのスイッチを投入すると、電圧検出精度の低下を引き起こすため、電圧検出時以外の時間を意味する。 The time during which the equalization switch can be turned on is the voltage detection line and the circuit that doubles as the equalization circuit. If the equalization switch is turned on while the voltage is being detected, the voltage detection accuracy will be reduced. It means time other than voltage detection time.
セル指定情報と制御時間情報を均等化部へと送信することで、管理部40が停止していても、均等化部31では送信されたセル指定情報と制御時間情報をもとに均等化制御を実施することができる。管理部40を駆動せずに均等化制御を行うと、管理部が消費するエネルギーを抑制できるのに有効である。
By transmitting the cell designation information and the control time information to the equalization unit, the
図5はさらにこの発明の他の実施例である。この実施例では、二次電池管理部40内のエネルギーばらつき検出・動作セル決定部41の内部を詳しく示している。ここには、直列接続された例えばセル全体(ユニット毎でもよい)に流れる電流検出部80が設けられており、この検出情報は、通信部70を介してエネルギーばらつき検出・動作セル決定部41に送信される。
FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the inside of the energy variation detection / operation
エネルギーばらつき検出・動作セル決定部41は、電流判定部211、各単位セル残エネルギー容量推定部212、データベース213、動作セル決定及び制御時間算出部214を有する。
The energy variation detection / operation
この装置では、二次電池パックの単位セル間のエネルギーのばらつきの度合いを検出し、単位セル間のばらつきを均等化させるための動作セルを決定する。 In this apparatus, the degree of variation in energy between unit cells of the secondary battery pack is detected, and an operation cell for equalizing the variation between unit cells is determined.
無電流状態が無電流判定部211で判定される。データベース213は、セル電圧と温度と残エネルギー容量の相関を持つデータベースである。このデータベースを用いて、各単位セル残エネルギー容量推定部212は、セル電圧とセル温度または、単位セルを2個以上10個以下にまとめたモジュールの温度から単位セルの残エネルギー容量を推定する。
The no-current state is determined by the no-
次に、動作セル決定及び制御時間算出部214は、二次電池パック内の最小残エネルギー容量のセルに対して、各単位セルの残エネルギー容量の偏差を算出し、前記容量の偏差があらかじめ定めた設定値を超えたものを動作セルと決定し、動作セルの残エネルギー容量偏差から均等化制御時間を算出する。
Next, the operation cell determination and control
図6には、上記の動作をフローチャートで示している。電流判定部211により電池パックの電流データを用いて無電流状態かどうかを判定する(ステップSA0)。無電流状態であると判定された場合、無電流状態でのセル電圧と温度と残エネルギー容量の相関をもつデータベース213を用いて、各単位セル電圧と温度から各単位セルの残エネルギー容量を推定する(ステップSA1-SA6)。各単位セルの残エネルギー容量の中から、最小残エネルギー容量を算出し、各単位セルの残エネルギー容量と最小残エネルギー容量の差がΔSOC以上あるセルを動作セルと決定する(ステップSA7-SA12)。
FIG. 6 is a flowchart showing the above operation. The
データベースを用いることで、単位セルと温度から各単位セルの残エネルギー容量を算出することができる。均等化部では送信された動作セル指定情報と制御時間情報をもとに均等化制御を実施することができる。 By using the database, the remaining energy capacity of each unit cell can be calculated from the unit cell and temperature. The equalization unit can perform equalization control based on the transmitted operation cell designation information and control time information.
上記したようにこの発明は、電圧検出精度を低下させず、管理機能稼動中に時間がなくてセルのエネルギー均等化が不足とならないような状態を回避することができる。 As described above, the present invention does not decrease the voltage detection accuracy, and can avoid a state where there is no time during the operation of the management function and cell energy equalization is not insufficient.
上記したエネルギー状態検出信号を生成するタイミングと、動作セル指定情報及び制御時間情報を得るタイミングは各種の設定が可能である。この発明が適用される例えば電動車装置の利用形態に応じて、実行ブロック100と管理ブロック200に対する動作タイミング設定データを外部から入力したり調整したりできるようにしてもよい。あるいは、動作タイミングアプリケーションをROMに格納して、ROMを交換できるようにしてもよい。また、実行ブロック100は、管理ブロック200が停止中に動作するが、均等化処理中に管理ブロック200が起動することも想定される。このような場合は、均等化処理を中断し、次のタイミング(管理ブロック200が停止したとき)に、残りのセルに対して均等化処理を続けて行うようにしてもよい、または、新たに取得した動作セル指定情報及び制御時間情報に基づいて実行してもよい。
Various settings can be made for the timing for generating the energy state detection signal and the timing for obtaining the operation cell designation information and the control time information. For example, the operation timing setting data for the
図7には本発明の二次電池装置が電気自動車、あるいはハイブリッド車に搭載された場合の系統例を示している。1000は自動車のシャーシである。電池管理基板300に本発明に係る実行ブロック100、管理ブロック200が搭載されている。組電池パック400内に複数のセルあるいは複数のモジュールが組み込まれている。この電池パック400のプラス、マイナス電極は、インバータを含み電圧を変換するとともに、運転指令を受けて出力電流・電圧のレベル制御及び位相制御などを行う電圧変換及び運転制御部500に接続されている。この電圧変換及び運転制御部500の出力は、モータ600に駆動電力として供給される。モータ600の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、駆動輪WR,WLに伝達される。
FIG. 7 shows a system example when the secondary battery device of the present invention is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle. Reference numeral 1000 denotes an automobile chassis. An
なおこの発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施可能である。また各種の実施例を組み合わせて実施してもよいし、また実施例から一部を省略して実施しても本発明の範疇であればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Various embodiments may be combined and implemented, or a part of the embodiments may be omitted as long as they are within the scope of the present invention.
11−1〜11−x・・・セル、21,22・・・電極端子、30・・・二次電池状態検出部、31・・・エネルギー均等化部、31−s1〜31−sx・・・スイッチ、31−r1〜31−rx・・・抵抗、40・・・二次電池管理部、41・・・エネルギーばらつき検出・動作セル決定部、50・・・双方向通信部。 11-1 to 11-x ... cell, 21,22 ... electrode terminal, 30 ... secondary battery state detection unit, 31 ... energy equalization unit, 31-s1-31-sx Switch, 31-r1-31-rx ... resistor, 40 ... secondary battery management unit, 41 ... energy variation detection / operation cell determination unit, 50 ... bidirectional communication unit.
Claims (6)
前記実行ブロックが前記管理ブロックから送られてきたセル指定情報及び制御時間情報を保存しており、前記管理ブロックが動作停止しているとき、前記セル指定情報及び制御時間情報に基づいてスイッチ群を制御し、セルのエネルギー均等化処理を実行することを特徴とする二次電池装置。 A plurality of cells connected in series, or a plurality of modules each having a plurality of cells formed into blocks; an execution block for equalizing energy variation among the plurality of cells; and a management block for providing control information to the execution blocks. And
The execution block stores cell designation information and control time information sent from the management block. When the management block is stopped, a switch group is set based on the cell designation information and control time information. A secondary battery device that controls and executes an energy equalization process of a cell.
前記エネルギー状態検出信号に基づいて、前記各セル間のエネルギーばらつきを検出し、ばらつきを制御するために短絡すべきセルを決め、前記セル指定情報及び前記制御時間情報を得る決定部を有し、
前記実行ブロックは、
前記複数のセルに個別に設けられ、同一のセルの両端子間を開放状態と充放電抵抗を介した短絡状態とに切り替えるスイッチ群と、
前記各セル又は前記各モジュールの各電圧情報と各温度に相当する情報を含むエネルギー状態検出信号を生成する電池状態検出部とを有することを特徴とする二次電池装置。 The management block is
Based on the energy state detection signal, the energy variation between the cells is detected, a cell to be short-circuited to control the variation is determined, and the determination unit obtains the cell designation information and the control time information,
The execution block is
A group of switches that are individually provided in the plurality of cells and switch between both terminals of the same cell to an open state and a short circuit state via a charge / discharge resistor,
A secondary battery device comprising: a battery state detection unit that generates an energy state detection signal including information on each voltage of each cell or each module and information corresponding to each temperature.
当該各単位セル電池の正極と対応するスイッチの一方の端部との間に設置された第1抵抗と、当該各単位セル電池の負極と対応する前記スイッチのもう一方の端部との間に設置された第2抵抗とを有することを特徴とする請求項2記載の二次電池装置。 The charge / discharge resistance is:
Between the first resistor installed between the positive electrode of each unit cell battery and one end of the corresponding switch, and the other end of the switch corresponding to the negative electrode of each unit cell battery The secondary battery device according to claim 2, further comprising a second resistor installed.
動作セル指定情報及び制御時間情報を得る決定部は、
無電流状態でのセル電圧と温度と残エネルギー容量の相関をもつデータベースと、
前記電流検出部が検出した無電流状態を判定し、前記データベースを用いて、セル電圧とセル温度または前記複数セルをブロック化して有する複数のモジュールの温度から単位セルの残エネルギー容量を推定する推定部と、
最小残エネルギー容量のセルに対して、各単位セルの残エネルギー容量の偏差を算出し、前記容量の偏差があらかじめ定めた設定値を超えたものを動作セルと決定し、動作セルの残エネルギー容量偏差からバランス制御時間を算出する動作セル決定及び制御時間算出部を具備したことを特徴とする請求項2記載の二次電池装置。 Furthermore, a current detection unit for detecting a current in the system path of the plurality of cells is provided,
The determination unit for obtaining the operation cell designation information and the control time information is
A database that correlates cell voltage, temperature, and remaining energy capacity in a no-current state;
Estimating a remaining current capacity of a unit cell by determining a no-current state detected by the current detection unit and using the database to estimate a remaining energy capacity of a unit cell from a cell voltage and a cell temperature or a temperature of a plurality of modules having the plurality of cells blocked And
Calculate the deviation of the remaining energy capacity of each unit cell with respect to the cell with the minimum remaining energy capacity, determine that the deviation of the capacity exceeds a preset value, and determine the remaining energy capacity of the operating cell. The secondary battery device according to claim 2, further comprising an operation cell determination and control time calculation unit that calculates a balance control time from the deviation.
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