JP2013243790A - Apparatus for controlling power source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池を備えた電源の制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device including a plurality of batteries.
例えば、電動車両などでは、高容量化や高出力化のために、複数の電池を備えた電源システムが用いられている。このような電源システムにおいて、電圧が低い電池から充電を行なったり、電圧が高い電池から放電を行うことが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 For example, in an electric vehicle or the like, a power supply system including a plurality of batteries is used in order to increase capacity and output. In such a power supply system, it is known that charging is performed from a battery having a low voltage or discharging is performed from a battery having a high voltage (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
ところで、電池毎の電圧乖離が大きいと、電流のやり取りを電池間で行うには、循環電流値が大き過ぎてしまう。このような場合、外部デバイスに能動的に電流の出し入れを要求する必要があるが、例えば、車両の運転中で走行と回生による電流の入出が変動するような状況では、電圧の調整を行うことが困難である。 By the way, if the voltage divergence for each battery is large, the circulating current value is too large to exchange current between the batteries. In such a case, it is necessary to actively request the external device to input and output current.For example, in a situation where the input and output of current due to running and regeneration fluctuate while driving the vehicle, voltage adjustment should be performed. Is difficult.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、外部デバイスによって電池毎の電圧乖離を容易に調整することが可能な電源の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply control device capable of easily adjusting a voltage deviation for each battery by an external device.
上記目的を達成するために、本発明の電源の制御装置は、複数の電池が並列接続され、前記電池に対する外部デバイスによる充放電が可能とされた電源の制御装置であって、
複数の前記電池間で電圧が異なる場合に、前記外部デバイスからの充電要求または放電要求に応じて、前記電池間の電圧調整を充電により実行するかまたは放電により実行するかを選択する。
In order to achieve the above object, a power supply control device of the present invention is a power supply control device in which a plurality of batteries are connected in parallel, and charging and discharging by an external device with respect to the batteries is possible.
When the voltages are different among the plurality of batteries, it is selected whether the voltage adjustment between the batteries is executed by charging or discharging according to a charge request or discharge request from the external device.
この構成によれば、電源側の状況に応じて外部デバイスへ能動的に電力の入出を要求することなく、外部デバイス側の要求に応じて電池への充電または電池からの放電による電圧調整手段を選択することで、電池の電圧を均等化することができる。これにより、電池の電圧調整による外部デバイスへの影響を抑制できる。 According to this configuration, the voltage adjustment means by charging or discharging from the battery according to the request from the external device side without actively requesting input / output of power to the external device according to the situation on the power source side. By selecting, the voltage of the battery can be equalized. Thereby, the influence on the external device by the voltage adjustment of a battery can be suppressed.
本発明の電源の制御装置によれば、外部デバイスによって電池毎の電圧乖離を容易に調整することができる。 According to the power supply control device of the present invention, the voltage deviation for each battery can be easily adjusted by an external device.
以下、本発明に係る電源の制御装置の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of a power supply control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係る電源の制御装置の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態に係る電源の制御装置11は、電源12に組み込まれている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power supply control device according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, a power
電源12は、充放電可能な二次電池からなる複数の電池13を備えており、これらの電池13が電源ライン14a,14bに並列接続されている。この電源12は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車あるいは燃料電池車などに搭載され、これらの車両を駆動させる電源として用いられる。
The
この電源12を構成する電池13は、着脱可能とされており、それぞれ個別に交換可能とされている。また、電池13は、制御装置11によって監視され、電池13の一部が異常と判断された際に、その電池13が電源12の回路から切り離されるようになっている。
The
また、電源ライン14a,14bには、電圧センサ21が設けられており、電圧センサ21は、電源12の電源ライン14a,14b間の電圧を計測する。また、電源ライン14aには、電流センサ22が接続されており、電流センサ22は、電源12の電源ライン14aを流れる電流を計測する。
The
また、各電池13と電源ライン14aとの間には、電池接続デバイス24が設けられている。これらの電池接続デバイス24としては、例えば、リレーなどが用いられる。
A
上記の電源12の電源ライン14a,14bは、外部デバイス25に接続されている。そして、電源12は、外部デバイス25から電力供給されたり、外部デバイス25へ電力供給を行う。つまり、電源12は、外部デバイス25に対して充放電が行われる。
The
電圧センサ21及び電流センサ22は、制御装置11に接続されており、これらの電圧センサ21及び電流センサ22で計測された電源12の電圧値及び電流値が制御装置11へ送信される。
The
また、制御装置11は、外部デバイス25に接続されており、この外部デバイス25から制御装置11へ、電源12に対して充電または放電のいずれの要求を行う状態であるかの充放電要求信号が送信される。
Further, the
また、制御装置11は、電池接続デバイス24に接続されており、これらの電池接続デバイス24は、制御装置11からの制御信号で駆動し、電池13と電源ライン14aとの間の回路を開閉する。
Moreover, the
ところで、複数の電池13を備えた電源12では、一つの電池13だけを交換した場合などに、他の電池13との間で電圧差が生じることがある。
そこで、上記のように電池13間で電圧差が生じた場合における本実施形態に係る制御装置11での電池13毎の電圧の均等化制御の仕方について説明する。
By the way, in the
Therefore, a method of voltage equalization control for each
図2は実施形態に係る電源の制御装置による電池の電圧の均等化制御の手順を示す図であって、(a)から(c)は、それぞれ電源の概略構成図、図3は実施形態に係る電源の制御装置による電池の電圧の均等化制御の手順を示す図であって、(a)は充電要求時における均等化制御を示す概略構成図、(b)は放電要求時における均等化制御を示す概略構成図である。 FIG. 2 is a diagram showing a procedure for equalization control of battery voltage by the power supply control device according to the embodiment, wherein (a) to (c) are schematic configuration diagrams of the power supply, and FIG. It is a figure which shows the procedure of the equalization control of the voltage of the battery by the control apparatus of such a power supply, Comprising: (a) is a schematic block diagram which shows the equalization control at the time of a charge request | requirement, (b) is equalization control at the time of a discharge request | requirement It is a schematic block diagram which shows.
(1)まず、図2(a)に示すように、電池接続デバイス24を個別に接続することで、それぞれの電池13毎の電圧値を電圧センサ21で計測する。
(1) First, as shown in FIG. 2A, the
(2)電圧の計測結果に基づいて、図2(b)に示すように、電圧の高い電池(図2(b)における左側の電池)13を放電要求ありと設定し、電圧の低い電池(図2(b)における中央及び右側の電池)13を充電要求ありと設定する。具体的には、電池13の電圧を均等化させるために充電または放電を行うにあたり、各電池13毎に充電または放電のどちらが必要であり、どこまで電圧を変化させる必要があるかを設定する。
(2) Based on the voltage measurement result, as shown in FIG. 2 (b), the battery with high voltage (the battery on the left side in FIG. 2 (b)) 13 is set to have a discharge request, and the battery with low voltage ( The battery at the center and the right side in FIG. Specifically, when charging or discharging is performed in order to equalize the voltages of the
このとき、電圧の高い複数の電池13の電池接続デバイス24を接続することで、これらの電池13を同電位とし、これらの電池13の群を放電要求ありと設定したり、電圧の低い複数の電池13の電池接続デバイス24を接続することで、これらの電池13を同電位とし、これらの電池13の群を充電要求ありと設定しても良い。
At this time, by connecting the
(3)外部デバイス25からの充放電要求信号に基づいて、図2(c)に示すように、外部デバイス25から充電または放電のどちらが要求されているかを判定する。なお、制御装置11は、外部デバイス25が充電または放電のどちらを要求しているかを判断するインターフェースを備えている。
(3) Based on the charge / discharge request signal from the
(4)次に、外部デバイス25からの充電要求または放電要求の判定結果に基づいて、充電または放電によって電池13の電圧調整を行う。
(4) Next, based on the determination result of the charge request or discharge request from the
(充電要求の場合)
外部デバイス25から充電要求がされている場合は、図3(a)に示すように、充電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、外部デバイス25から充電要求ありに設定した電池13または電池13の群へ電力を供給させる。これにより、電圧の低い電池13が充電され、電圧の高い電池13との電圧の均等化が図られる。
(When charging is requested)
When a charge request is made from the
(放電要求の場合)
外部デバイス25から放電要求がされている場合は、図3(b)に示すように、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群から外部デバイス25へ電力を供給させる。これにより、電圧の高い電池13が放電し、電圧の低い電池13との電圧の均等化が図られる。
(In case of discharge request)
When a discharge request is made from the
なお、各電池13の電圧が均等であるか否かは、電池接続デバイス24による接続を切り替えて電池13の電圧を電圧センサ21で個別に計測し、電池13の電圧値が一致したことで判定することができる。そして、各電池13の電圧が均等になったと判断し、電池13の電圧の均等化制御を終了する。
Whether or not the voltages of the
このように、上記実施形態に係る電源の制御装置によれば、電源12側の状況に応じて外部デバイス25へ能動的に電力の入出を要求することなく、外部デバイス25側の要求に応じて電池13への充電または電池13からの放電による電圧調整手段を選択することで、電池13の電圧を均等化することができる。これにより、電池13の電圧調整による外部デバイス25への影響を抑制できる。
As described above, according to the power supply control device according to the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態では、電池接続デバイス24を個別に接続することで一つの電圧センサ21によって各電池13の電圧をそれぞれ計測する構成としたが、電圧センサ21を各電池13のそれぞれに設け、これらの電圧センサ21で電池13の電圧をそれぞれ計測しても良い。
In the embodiment described above, the voltage of each
次に、上記実施形態の電源の制御装置のさらなる具体例について説明する。
(具体例1)
図4に示すように、具体例1では、電源12がモータ31に設けられており、このモータ31は、電源12から供給される電力によって駆動する。このモータ31は、回生機能を有するもので、このモータ31で発電された回生電力が電源12へ供給可能とされている。
Next, a further specific example of the power supply control device of the above embodiment will be described.
(Specific example 1)
As shown in FIG. 4, in the specific example 1, the
このモータ31は、電源12の電力を直流から交流に変換してモータ31へ供給し、また、モータ13の電力を交流から直流に変換して電源12へ供給するインバータ32を備えており、このインバータ32に電源12の電源ライン14a,14bが接続されている。
The
この具体例1において、モータ31の駆動時には、制御装置11へ放電要求の充放電要求信号が送信される。これにより、制御装置11は、図5(a)に示すように、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群から外部デバイス25であるモータ31のインバータ32へ電力を供給させる。これにより、電圧の高い電池13が放電し、電圧の低い電池13との電圧の均等化が図られる。
In the first specific example, when the
これとは逆に、モータ31の回生時には、制御装置11へ充電要求の充放電要求信号が送信される。これにより、制御装置11は、図5(b)に示すように、充電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、充電要求ありに設定した電池13または電池13の群へ外部デバイス25であるモータ31のインバータ32から電力を供給させる。これにより、電圧の低い電池13が充電され、電圧の高い電池13との電圧の均等化が図られる。
On the contrary, when the
(具体例2)
図6に示すように、具体例2では、例えば、スマートグリッドのように、自システム外の各系統からの電力需給要求に応じて充放電を行う充放電器35が電源12の電源ライン14a,14bに接続されている。
(Specific example 2)
As shown in FIG. 6, in the specific example 2, the charger /
この具体例2において、自システム外の系統への電力供給時には、制御装置11へ放電要求の充放電要求信号が送信される。これにより、制御装置11は、図7(a)に示すように、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、放電要求ありに設定した電池13または電池13の群から外部デバイス25である充放電器35へ電力を供給させる。これにより、電圧の高い電池13が放電し、電圧の低い電池13との電圧の均等化が図られる。
In the second specific example, a charge / discharge request signal for a discharge request is transmitted to the
これとは逆に、自システム外の系統からの電力による充電時には、制御装置11へ充電要求の充放電要求信号が送信される。これにより、制御装置11は、図7(b)に示すように、充電要求ありに設定した電池13または電池13の群の電池接続デバイス24を接続し、充電要求ありに設定した電池13または電池13の群へ外部デバイス25である充放電器35から電力を供給させる。これにより、電圧の低い電池13が充電され、電圧の高い電池13との電圧の均等化が図られる。
On the contrary, a charge request / discharge request signal for a charge request is transmitted to the
11 制御装置
12 電源
13 電池
25 外部デバイス
31 モータ(外部デバイス)
35 充放電器(外部デバイス)
11
35 Charger / discharger (external device)
Claims (1)
複数の前記電池間で電圧が異なる場合に、前記外部デバイスからの充電要求または放電要求に応じて、前記電池間の電圧調整を充電により実行するかまたは放電により実行するかを選択する電池の充放電制御装置。 A control device for a power source in which a plurality of batteries are connected in parallel and can be charged and discharged by an external device with respect to the batteries,
Charging a battery for selecting whether to perform voltage adjustment between the batteries by charging or discharging according to a charge request or discharge request from the external device when the voltages are different among the plurality of batteries. Discharge control device.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012113683A JP2013243790A (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Apparatus for controlling power source |
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JP (1) | JP2013243790A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017103996A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 株式会社東芝 | Storage battery system, storage battery unit, and program |
WO2022137531A1 (en) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 株式会社EViP | Power supply circuit |
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2012
- 2012-05-17 JP JP2012113683A patent/JP2013243790A/en active Pending
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