JP2016181991A - 充電装置および充電装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高精度なOCVを取得できない場合でも、セルバランス処理を実行することで、実際の電池の電圧または容量をなるべく均等にする充電装置および充電装置の制御方法を提供する。【解決手段】複数の電池B1からB4を有する組電池と、電池B1からB4それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、セルバランス回路を制御する制御回路1と、を備え、制御回路1は、組電池に電流が流れていない場合、あるいは、組電池に定電流が流れている場合、電池B1からB4の電圧差により決まる第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させ、組電池に電流が流れていない場合でも、組電池に定電流が流れている場合でも、ないとき、電池B1からB4の電圧差により決まる第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を用いて、セルバランス処理を実行させる、充電装置である。【選択図】図1
Description
本発明は、充電を制御する充電装置および充電装置の制御方法に関する。
従来、電池それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランスにおいては、計測した開回路電圧(OCV(Open Circuit Voltage))、あるいは、推定したOCVに基づいて目標値を求め、その目標値を用いてセルバランス処理を行っている。ここで、(1)計測したOCVは、電池に電流が流れていない状態で、かつ、分極も解消している状態において計測したOCVである。(2)推定したOCVは、電池に電流が流れていない状態で、かつ、分極が完全に解消してない状態において推定したOCVである。
ところが、高精度なOCV(計測したOCV、あるいは、推定したOCV)を取得できない場合には、電池の電圧または容量が正確に検出できないため、セルバランス処理に用いる目標値が正しく求められない。そうすると、正しくない目標値に対してセルバランス処理を行うため、実際の電池それぞれの電圧または容量を均等にできず、場合によっては、セルバランス処理を行う前より均等が崩れることがある。また、高精度なOCVを取得する条件((1)(2)の状態)が整うまでセルバランス処理を行わずにいると、場合によっては、実際の電池の電圧または容量の均等が崩れすぎ、電池の使用範囲を著しく狭めてしまうことになる。さらに、高精度なOCVを取得できない場合には、満充電容量推定の精度が悪くなり、容量が小さく電圧が高い電池と容量が大きく電圧が低い電池のどちらに合わせて、セルバランス処理をさせるべきかが判定できない。
関連する技術として、充電装置または電源装置の制御部が、複数の電池の電圧のうち最大値および最小値の差が所定の開始閾値以上になると、電圧が最大となる電池に対応する分流回路の分流動作を開始させ、電池に流れる電流を制御することで、電池それぞれの電圧のばらつきを抑えながら充電する技術が開示されている。
本発明の一側面に係る目的は、高精度なOCVを取得できない場合でも、セルバランス処理を実行することで、実際の電池の電圧または容量をなるべく均等にする充電装置および充電装置の制御方法を提供することである。
本発明の態様のひとつである充電装置は、複数の電池を有する組電池と、電池それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、セルバランス回路を制御する制御回路と、を備えている。
制御回路は、組電池に電流が流れていない場合、あるいは、組電池に定電流が流れている場合、電池の電圧差により決まる第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させ、組電池に電流が流れていない場合でも、組電池に定電流が流れている場合でも、ないとき、電池の電圧差により決まる第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を用いて、セルバランス処理を実行させる。
高精度なOCVを取得できない場合でも、セルバランス処理を実行することで、実際の電池の電圧または容量をなるべく均等にすることができる。
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、充電装置の一実施例を示す図である。図1に示す充電装置は、複数の電池B1からB4を有する組電池と、電池B1からB4それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、セルバランス回路を制御する制御回路1と、電池B1からB4それぞれの電圧を計測する電圧計2aから2dと、を備えている。また、充電装置はハイブリット車、電気自動車、フォークリフトなどの車両に搭載される。
図1は、充電装置の一実施例を示す図である。図1に示す充電装置は、複数の電池B1からB4を有する組電池と、電池B1からB4それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、セルバランス回路を制御する制御回路1と、電池B1からB4それぞれの電圧を計測する電圧計2aから2dと、を備えている。また、充電装置はハイブリット車、電気自動車、フォークリフトなどの車両に搭載される。
組電池は、例えば、複数の電池B1からB4が直列に接続されている。また、組電池は、負荷へ電力を供給するために電力を供給する。負荷は、例えば、モータの発電機などである。電池B1からB4は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素充電池、キャパシタなどである。また、電池B1からB4は外部の電力源から充電することも可能である。
セルバランス回路は、電池間の電圧のばらつきをできるだけ無くして均等にする回路である。図1の例では、電圧計2aから2d、抵抗R1からR4、スイッチSW1からSW5などを有する、パッシブ型セルバランス回路が示されている。パッシブ型セルバランス回路は、組電池のうちで電圧が最小の電池を検出し、他の電池の電圧をこの最小値に合わせるようにセルバランス処理を行う。パッシブ型セルバランス回路の詳細については後述する。
制御回路1は、組電池に電流が流れていない場合(第一の条件)、あるいは、組電池に定電流が流れている場合(第二の条件)、電池B1からB4の電圧差に基づいて決まる第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させる。また、制御回路1は、組電池に電流が流れていない場合でも、組電池に定電流が流れている場合でも、ないとき、電池B1からB4の電圧差に基づいて決まる第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を用いて、セルバランス処理を実行させる。なお、制御回路1は、電池ECU(Electronic Control Unit)などである。また、制御回路1は、CPU(Central Processing Unit)やプログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)など)を有する回路が考えられる。制御回路1の動作については後述する。
セルバランス回路について説明する。
図1では、説明を分かり易くするために、電池B1からB4を有する組電池を記載している。電池B1からB4は直列に接続され、電池B1の正極端子と負極端子の間には電圧計2aが接続され、電池B2の正極端子と負極端子の間には電圧計2bが接続され、電池B3の正極端子と負極端子の間には電圧計2cが接続され、電池B4の正極端子と負極端子の間には電圧計2dが接続されている。電圧計2aから2dの出力端子は、制御回路1の入力端子に接続され、計測した電圧値を制御回路1に送る。
図1では、説明を分かり易くするために、電池B1からB4を有する組電池を記載している。電池B1からB4は直列に接続され、電池B1の正極端子と負極端子の間には電圧計2aが接続され、電池B2の正極端子と負極端子の間には電圧計2bが接続され、電池B3の正極端子と負極端子の間には電圧計2cが接続され、電池B4の正極端子と負極端子の間には電圧計2dが接続されている。電圧計2aから2dの出力端子は、制御回路1の入力端子に接続され、計測した電圧値を制御回路1に送る。
また、電池B1の正極端子にはスイッチSW1の一方の端子が接続され、電池B1の負極端子にはスイッチSW2の一方の端子が接続され、電池B2の正極端子にはスイッチSW2の一方の端子が接続され、電池B2の負極端子にはスイッチSW3の一方の端子が接続され、電池B3の正極端子にはスイッチSW3の一方の端子が接続され、電池B3の負極端子にはスイッチSW4の一方の端子が接続され、電池B4の正極端子にはスイッチSW4の一方の端子が接続され、電池B4の負極端子にはスイッチSW5の一方の端子が接続されている。
スイッチSW1の他方の端子には抵抗R1の一方の端子が接続され、抵抗R1の他方の端子にはスイッチSW2の他方の端子と抵抗R2の一方の端子とが接続されている。抵抗R2の他方の端子にはスイッチSW3の他方の端子と抵抗R3の一方の端子とが接続されている。抵抗R3の他方の端子にはスイッチSW4の他方の端子と抵抗R4の一方の端子とが接続されている。抵抗R4の他方の端子にはスイッチSW5の他方の端子が接続されている。
スイッチSW1からSW5は、例えば、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、リレーなどの制御可能なスイッチが考えられる。抵抗R1からR4は、電池B1からB4の電圧または容量を均等にするために用いる放電用の抵抗である。
例えば、電池B1の電圧が最大電圧で電池B2の電圧が最小電圧であるときに、電池B1の電圧と電池B2の電圧の電圧差が、均等が崩れているか否かを判定するために予め決めた閾値よりも大きいときに、電池B1の電圧を電池B2の電圧と同じにする場合、スイッチSW1を導通させ、スイッチSW2からSW5を遮断させて抵抗R1からR4で電力を消費させる。その後、電池B1と電池B2の電圧が均等または均等の範囲になるとスイッチSW1を遮断状態にする。なお、スイッチSW1からSW5は、セルバランス処理を行う際に制御回路1から出力される制御信号により制御される。なお、パッシブ型セルバランス回路は図1に示す回路に限定されるものではない。また、セルバランス回路はアクティブ型セルバランス回路やプログレッシブ型セルバランス回路でもよい。
制御回路の動作について説明する。
図2は、制御回路の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、組電池に電流が流れていないか(第一の条件)、あるいは、組電池に定電流が流れているか(第二の条件)を制御回路1が判定する。また、ステップS1において、第一の条件あるいは第二の条件と判定されたとき(Yes)にはステップS2に移行し、第一の条件でも、第二の条件でも、ないとき(No)にはステップS6に移行する。
図2は、制御回路の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、組電池に電流が流れていないか(第一の条件)、あるいは、組電池に定電流が流れているか(第二の条件)を制御回路1が判定する。また、ステップS1において、第一の条件あるいは第二の条件と判定されたとき(Yes)にはステップS2に移行し、第一の条件でも、第二の条件でも、ないとき(No)にはステップS6に移行する。
第一の条件である、組電池に電流が流れていない場合とは、組電池が充電または放電されていないときで、例えば、充電完了後から次の充電が開始されるまでの期間である。充電完了後から分極が解消するまでの期間(期間A)では、電池B1からB4それぞれの計測したOCV、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、OCVを推定する。また、分極が解消してから次の充電が開始されるまでの期間(期間B)では、計測したOCVを利用することができる。
第二の条件である、組電池に定電流が流れている場合とは、充電中にCC充電(Constant Current充電)をしている期間(期間C)で、電池B1からB4それぞれの計測したOCV、組電池に流れている定電流、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、OCVを推定することができる。
なお、第一の条件、第二の条件においては、OCVの推定、満充電容量の推定、使用可能容量の推定、充電可能容量の推定も精度よく行えるので、セルバランス処理を精度よく行うことができる。
ステップS2では、制御回路1がOCVの計測またはOCVを推定する。
期間Aであれば、電池B1からB4のOCV、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、制御回路1がOCVを推定する。期間Bであれば、制御回路1はOCVを計測する。期間Cであれば、電池B1からB4のOCV、組電池に流れている定電流、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、制御回路1がOCVを推定する。
期間Aであれば、電池B1からB4のOCV、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、制御回路1がOCVを推定する。期間Bであれば、制御回路1はOCVを計測する。期間Cであれば、電池B1からB4のOCV、組電池に流れている定電流、内部抵抗、周辺環境などに基づいて、制御回路1がOCVを推定する。
ステップS3では、均等が崩れているか否かを制御回路1が判定し、崩れている場合(Yes)にはステップ4に移行し、崩れていない場合(No)にはステップ1に移行する。
期間A、Cにおける、均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの推定したOCVの最大電圧と最小電圧の電圧差を求め、求めた電圧差が、均等が崩れているか否かを判定するために予め決めた閾値以上であるとき、均等が崩れていると判定する。期間Bにおける、均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したOCVの最大電圧と最小電圧の電圧差を求め、求めた電圧差が、均等が崩れているか否かを判定するために予め決めた閾値以上であるとき、均等が崩れていると判定する。
なお、閾値はセルバランス処理を実行するか否かを決めるための値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
ステップS4では、電池B1からB4それぞれの電圧差を用いて、制御回路1が第一のセルバランス量を算出する。
ステップS4では、電池B1からB4それぞれの電圧差を用いて、制御回路1が第一のセルバランス量を算出する。
期間A、Cの場合であれば、例えば、電池B1からB4それぞれの推定したOCVをOCV1からOCV4とし、OCV1からOCV4のうちで最小電圧をOCV4とする。OCV1とOCV4との電圧差、OCV2とOCV4との電圧差、OCV3とOCV4との電圧差、を求め、これらの電圧差を第一のセルバランス量とする。
期間Bの場合であれば、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したOCVをOCV1からOCV4とし、OCV1からOCV4のうちで最小電圧をOCV4とする。OCV1とOCV4との電圧差、OCV2とOCV4との電圧差、OCV3とOCV4との電圧差、を求め、これらの電圧差を第一のセルバランス量とする。
なお、第一のセルバランス量は電圧差に限定されるものでなく、電池の容量差あるいはセルバランス処理を実行する時間としてもよい。
ステップS5では、制御回路1が第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行させる。
ステップS5では、制御回路1が第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行させる。
図1のパッシブ型セルバランス回路の場合、例えば、電池B1からB4の最大電圧が4.0[V]で最小電圧が3.5[V]で閾値が0.4Vであれば、求めた電圧差0.5[V]は閾値0.4[V]以上なのでセルバランス処理を実行し、電池B1からB4の電圧を最小電圧3.5[V]に揃える。すなわち、高精度なセルバランス処理をして均等または均等範囲にする。
第一の条件でも、第二の条件でも、ないときのセルバランス処理(ステップS6からS8、S5)について説明する。
ステップS6では、ステップS1において第一の条件でも、第二の条件でも、ないと判定されたとき、制御回路1が閉回路電圧(CCV(Closed Circuit Voltage))の計測、または、その計測したCCVに基づいてOCVを推定して、後述する方法1から4のいずれかを用いてセルバランス処理を実行する。方法1、2は計測したCCVを用い、方法3、4は計測したCCVに基づいて推定したOCVを用いて、セルバランス処理を実行する。
ステップS6では、ステップS1において第一の条件でも、第二の条件でも、ないと判定されたとき、制御回路1が閉回路電圧(CCV(Closed Circuit Voltage))の計測、または、その計測したCCVに基づいてOCVを推定して、後述する方法1から4のいずれかを用いてセルバランス処理を実行する。方法1、2は計測したCCVを用い、方法3、4は計測したCCVに基づいて推定したOCVを用いて、セルバランス処理を実行する。
ステップS7では、均等が崩れているか否かを制御回路1が判定し、均等が崩れている場合(Yes)にはステップ8に移行し、均等が崩れていない場合(No)にはステップ1に移行する。ステップS8では、制御回路1が第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を算出する。続いて、ステップS5に移行してセルバランス処理を実行させる。
ステップS7、S8の処理について詳細を説明する。
(A)方法1の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したCCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第一の閾値以上の場合(方法1の条件)、均等が崩れていると判定する。所定時間T1は、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。また、第一の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(A)方法1の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したCCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第一の閾値以上の場合(方法1の条件)、均等が崩れていると判定する。所定時間T1は、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。また、第一の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
方法1の第二のセルバランス量(<第一のセルバランス量)は、方法1の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVにおける電圧差が第一の閾値以上の場合に、該電圧差を用いて第二のセルバランス量を決める。例えば、方法1の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVにおける電圧差から所定電圧を差し引いて求めることが考えられる。所定電圧をα1とし、CCV1からCCV4のうちで最小電圧をCCV4とした場合、CCV1−CCV4−α1、CCV2−CCV4−α1、CCV3−CCV4−α1、を求めて第二のセルバランス量とする。
所定電圧α1は第二のセルバランス量を第一のセルバランス量より小さくする値で、かつCCVの計測誤差を考慮して決められる値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(B)方法2の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行したのち、所定時間T1を経過した場合に、電池B1からB4それぞれの計測したCCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第一の閾値より小さい第二の閾値以上の場合(方法2の条件)、均等が崩れていると判定する。第二の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(B)方法2の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行したのち、所定時間T1を経過した場合に、電池B1からB4それぞれの計測したCCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第一の閾値より小さい第二の閾値以上の場合(方法2の条件)、均等が崩れていると判定する。第二の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
方法2の第二のセルバランス量(<第一のセルバランス量)は、方法2の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVにおける電圧差が、第一の閾値より小さい第二の閾値以上の場合に、該電圧差を用いて第二のセルバランス量を決める。例えば、方法2の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVにおける電圧差から所定電圧を差し引いて求めることが考えられる。所定電圧をα2とし、CCV1からCCV4のうちで最小電圧をCCV4とした場合、CCV1−CCV4−α2、CCV2−CCV4−α2、CCV3−CCV4−α2、を求めて第二のセルバランス量とする。
所定電圧α2は第二のセルバランス量を第一のセルバランス量より小さくする値で、かつCCVの計測誤差を考慮して決められる値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(C)方法3の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第三の閾値以上の場合(方法3の条件)、均等が崩れていると判定する。推定したOCVは、例えば、計測したCCV、組電池に流れている電流、その電流の変化量、内部抵抗、電池および電池の周辺温度などを用いて、OCVを推定する。所定時間T2は、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。また、第三の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(C)方法3の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第三の閾値以上の場合(方法3の条件)、均等が崩れていると判定する。推定したOCVは、例えば、計測したCCV、組電池に流れている電流、その電流の変化量、内部抵抗、電池および電池の周辺温度などを用いて、OCVを推定する。所定時間T2は、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。また、第三の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
方法3の第二のセルバランス量(<第一のセルバランス量)は、方法3の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVにおける電圧差が第三の閾値以上の場合に、該電圧差を用いて第二のセルバランス量を決める。例えば、方法3の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVにおける電圧差から所定電圧を差し引いて求めることが考えられる。所定電圧をα3とし、推定したOCV1からOCV4のうちで最小電圧をOCV4とした場合、OCV1−OCV4−α3、OCV2−OCV4−α3、OCV3−OCV4−α3、を求めて第二のセルバランス量とする。
所定電圧α3は第二のセルバランス量を第一のセルバランス量より小さくする値で、かつOCVの推定誤差を考慮して決められる値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(D)方法4の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行したのち、所定時間T2を経過した場合に、電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第三の閾値より小さい第四の閾値以上の場合(方法4の条件)、均等が崩れていると判定する。推定したOCVは、例えば、計測したCCV、組電池に流れている電流、その電流の変化量、内部抵抗、電池および電池の周辺温度などを用いて、OCVを推定する。また、第四の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
(D)方法4の均等が崩れているか否かの判定は、例えば、第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理(高精度なセルバランス処理)を実行したのち、所定時間T2を経過した場合に、電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が第三の閾値より小さい第四の閾値以上の場合(方法4の条件)、均等が崩れていると判定する。推定したOCVは、例えば、計測したCCV、組電池に流れている電流、その電流の変化量、内部抵抗、電池および電池の周辺温度などを用いて、OCVを推定する。また、第四の閾値はセルバランス処理を実行するか否かを判定する値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
方法4の第二のセルバランス量(<第一のセルバランス量)は、方法4の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVにおける電圧差が、第三の閾値より小さい第四の閾値以上の場合に、該電圧差を用いて第二のセルバランス量を決める。例えば、方法4の条件において電池B1からB4それぞれの計測したCCVを用いて推定したOCVにおける電圧差から所定電圧を差し引いて求めることが考えられる。所定電圧をα4とし、推定したOCV1からOCV4のうちで最小電圧をOCV4とした場合、OCV1−OCV4−α4、OCV2−OCV4−α4、OCV3−OCV4−α4、を求めて第二のセルバランス量とする。
所定電圧α4は第二のセルバランス量を第一のセルバランス量より小さくする値で、かつOCVの推定誤差を考慮して決められる値で、例えば、実験またはシミュレーションにより決めることが考えられる。
なお、方法1から4において、第二のセルバランス量は電圧差に限定されるものでなく、電池の容量差あるいはセルバランス処理を実行する時間としてもよい。
また、取得する電圧の精度は方法1、2<方法3、4の関係にある。つまり、計測したCCV<電流が流れているときに計測したCCVに基づいて推定したOCV<計測したOCVや推定したOCVのような関係となる。
また、取得する電圧の精度は方法1、2<方法3、4の関係にある。つまり、計測したCCV<電流が流れているときに計測したCCVに基づいて推定したOCV<計測したOCVや推定したOCVのような関係となる。
ステップS7の処理の詳細を説明する。
図3は、方法1、2の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップ301では、制御回路1が、方法1あるいは方法2の第一のセルバランス量でセルバランス処理(高精度のセルバランス処理)をして、所定時間T1を経過したか否かを判定し、所定時間T1を経過している場合(Yes)にはステップS303に移行する。
図3は、方法1、2の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップ301では、制御回路1が、方法1あるいは方法2の第一のセルバランス量でセルバランス処理(高精度のセルバランス処理)をして、所定時間T1を経過したか否かを判定し、所定時間T1を経過している場合(Yes)にはステップS303に移行する。
ステップ302では、制御回路1が、均等が崩れているか否かを判定するための閾値を第一の閾値(方法1の閾値)に設定する。なお、ステップ301で所定時間T1を経過していない場合(No)にステップS302に移行するが、所定時間T1を経過したか否かの判断をしない場合に、すなわち、ステップS301を省略する場合に、ステップS302に移行してもよい。この場合、ステップS303も省略される。
ステップ303では、制御回路1が、均等が崩れているか否かを判定するための閾値を第一の閾値より小さい第二の閾値(方法2の閾値)に設定する。すなわち、高精度のセルバランス処理をしたとしても、所定時間T1を経過すれば電池B1からB4の電圧は均等または均等の範囲にないと推定して、ステップ303の処理を行う。
ステップ304では、方法1の条件または方法2の条件において計測したCCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が閾値以上であるか否かを、制御回路1が判定する。閾値以上である場合(Yes)には図2のステップS8に移行し、閾値以上でない場合(No)にはステップS305に移行する。
ステップ305では、制御回路1が所定時間待機し、待機したのちステップ1に移行する。
図4は、方法3、4の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップ401では、制御回路1が、方法3あるいは方法4の第一のセルバランス量でセルバランス処理(高精度のセルバランス処理)をして、所定時間T2を経過したか否かを判定し、所定時間T2を経過している場合(Yes)にはステップS403に移行する。
図4は、方法3、4の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップ401では、制御回路1が、方法3あるいは方法4の第一のセルバランス量でセルバランス処理(高精度のセルバランス処理)をして、所定時間T2を経過したか否かを判定し、所定時間T2を経過している場合(Yes)にはステップS403に移行する。
ステップ402では、制御回路1が、均等が崩れているか否かを判定するための閾値を第三の閾値(方法3の閾値)に設定する。なお、なお、ステップ401で所定時間T2を経過していない場合(No)にステップS402に移行するが、所定時間T2を経過したか否かの判断をしない場合に、すなわち、ステップS401を省略する場合に、ステップS302に移行してもよい。この場合、ステップS403も省略される。
ステップ403では、制御回路1が、均等が崩れているか否かを判定するための閾値を第三の閾値より小さい第四の閾値(方法4の閾値)に設定する。すなわち、高精度のセルバランス処理をしたとしても、所定時間T2を経過すれば電池B1からB4の電圧は均等または均等の範囲にないと推定して、ステップ403の処理を行う。
ステップ404では、方法3の条件または方法4の条件において計測したCCVに基づいて推定したOCVの最大電圧と最小電圧との電圧差が閾値以上であるか否かを、制御回路1が判定する。閾値以上である場合(Yes)には図2のステップS8に移行し、閾値以上でない場合(No)にはステップS405に移行する。
ステップ405では、制御回路1が所定時間待機し、待機したのちステップ1に移行する。
このように、方法1から方法4の第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を行うことで、高精度なOCVを取得できない場合でも、第一のセルバランス量より少ない第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行することで、実際の電池の電圧または容量をなるべく均等にすることができる。
このように、方法1から方法4の第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を行うことで、高精度なOCVを取得できない場合でも、第一のセルバランス量より少ない第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行することで、実際の電池の電圧または容量をなるべく均等にすることができる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
1 制御回路、
2a、2b、2c、2d 電圧計、
B1、B2、B3、B4 電池、
R1、R2、R3、R4 抵抗、
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5 スイッチ、
2a、2b、2c、2d 電圧計、
B1、B2、B3、B4 電池、
R1、R2、R3、R4 抵抗、
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5 スイッチ、
Claims (6)
- 複数の電池を有する組電池と、
前記電池それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記組電池に電流が流れていない場合、あるいは、前記組電池に定電流が流れている場合、前記電池の電圧差により決まる第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させ、
前記組電池に電流が流れていない場合でも、前記組電池に定電流が流れている場合でも、ないとき、前記電池の電圧差により決まる前記第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を用いて、セルバランス処理を実行させる、
ことを特徴とする充電装置。 - 請求項1に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させ、所定時間を経過しない場合に、前記電池それぞれの閉回路電圧における電圧差が第一の閾値以上の場合、該電圧差により決まる前記第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させる、
ことを特徴とする充電装置。 - 請求項1に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記電池それぞれの閉回路電圧における電圧差が第二の閾値以上の場合、該電圧差により決まる前記第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させる、
ことを特徴とする充電装置。 - 請求項1に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させ、所定時間を経過しない場合に、前記電池の閉回路電圧に基づいて推定される開回路電圧における電圧差が第三の閾値以上の場合、該電圧差により決まる前記第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させる、
ことを特徴とする充電装置。 - 請求項1に記載の充電装置であって、
前記制御回路は、前記電池の閉回路電圧に基づいて推定される開回路電圧における電圧差が第四の閾値以上の場合、該電圧差により決まる前記第二のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行させる、
ことを特徴とする充電装置。 - 複数の電池を有する組電池と、
前記電池それぞれの電圧または容量を均等にするセルバランス回路と、
前記セルバランス回路を制御する制御回路と、を備える充電装置の制御方法であって、
前記充電装置は、
前記組電池に電流が流れていない場合、あるいは、前記組電池に定電流が流れている場合、前記電池の電圧差により決まる第一のセルバランス量を用いてセルバランス処理を実行し、
前記組電池に電流が流れていない場合でも、前記組電池に定電流が流れている場合でも、ないとき、前記電池の電圧差により決まる前記第一のセルバランス量より小さい第二のセルバランス量を用いて、セルバランス処理を実行する、
ことを特徴とする充電装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015060939A JP2016181991A (ja) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 充電装置および充電装置の制御方法 |
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| JP2015060939A JP2016181991A (ja) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 充電装置および充電装置の制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2016181991A true JP2016181991A (ja) | 2016-10-13 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2016181991A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018129958A (ja) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 株式会社デンソー | 充電率均等化装置 |
| CN110109018A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-09 | 清华大学 | 数据图表生成方法与电池组保养维护方法 |
| US11277011B2 (en) | 2018-03-13 | 2022-03-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Management device, power storage system |
| CN115327408A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-11 | 楚能新能源股份有限公司 | 一种电芯模组k值测量的设备及k值测试方法 |
| DE102019116764B4 (de) * | 2018-08-07 | 2026-01-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Energieversorgungssteuerungsvorrichtung |
-
2015
- 2015-03-24 JP JP2015060939A patent/JP2016181991A/ja active Pending
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