CN107135669B - 管理装置以及蓄电系统 - Google Patents

管理装置以及蓄电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107135669B
CN107135669B CN201680004563.5A CN201680004563A CN107135669B CN 107135669 B CN107135669 B CN 107135669B CN 201680004563 A CN201680004563 A CN 201680004563A CN 107135669 B CN107135669 B CN 107135669B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power storage
equalization
fuse
block
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680004563.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107135669A (zh
Inventor
一色康正
武田睦彦
小林宪令
菊池淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN107135669A publication Critical patent/CN107135669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107135669B publication Critical patent/CN107135669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/74—Testing of fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

一种对蓄电装置(20)进行管理的管理装置(10)，其中，所述蓄电装置(20)将多个蓄电块(B1‑B3)串联连接，所述多个蓄电块(B1‑B3)中，将熔丝与蓄电单元的多个串联电路并联连接，在所述管理装置(10)中，均衡控制部15在蓄电块间的电压差超过被设定的电压差的状态下实施蓄电块(B1‑B3)间的均衡控制。熔丝熔断判定部18基于由均衡控制部15进行的均衡的频率，判定有无熔丝的熔断。

Description

管理装置以及蓄电系统
技术领域
本发明涉及实施构成蓄电模块的多个蓄电块间的均衡控制的管理装置以及蓄电系统。
背景技术
在将并联连接有多个电池单元的电池块串联连接的电池模块中，与各电池单元串联连接的过电流切断用的熔丝在过大的电流流过时熔断，切断路径。若在各电池块中熔丝的熔断数增加，则熔丝未熔断的其他电池单元的电流量增加，向该其他电池单元的负载增加。因此，需要检测熔丝的熔断的结构。
例如考虑检测熔丝的两端电压来检测熔丝的熔断，但在电池单元的数量较多的情况下，布线数变多，电路面积以及成本增大。此外，考虑根据电池块的SOC(State OfCharge，充电状态)变化量和熔丝未熔断的状态的假定SOC变化量的关系来检测熔丝的熔断(例如，参照专利文献1)。但是，在通过电流累计法来求取SOC的情况下，基于SOC变化量来检测熔丝的熔断的手法受到电流测量时的误差的影响。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-160539号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于这种状况而作出的，其目的在于，提供一种能够低成本且高精度地检测有无连接于单元的熔丝的熔断的技术。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的某个方式的管理装置对将多个蓄电块串联连接的蓄电设备进行管理，所述蓄电块中，将熔丝和蓄电单元的多个串联电路并联连接，所述管理装置具备：均衡控制部，在所述蓄电块间的电压差超过设定的电压差的状态下实施所述蓄电块间的均衡控制；和熔断判定部，基于由所述均衡控制部进行的均衡的频率，判定有无所述熔丝的熔断。
另外，以上的构成要素的任意组合、将本发明的表现在方法、装置、系统等之间变换的方式也作为本发明的方式有效。
发明效果
根据本发明，能够低成本且高精度地检测有无连接于单元的熔丝的熔断。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电模块的一个例子的图。
图2是用于对本发明的实施方式所涉及的蓄电系统进行说明的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的、从第1电池块-第3电池块的电压一致的状态起被充电或者放电后的、第1电池块-第3电池块的电压的图。
图4是表示对实施例1所涉及的熔丝熔断的有无进行判定的处理的一个例子的流程图。
图5是表示对实施例2所涉及的熔丝熔断的有无进行判定的处理的一个例子的流程图。
图6是表示每个电池块的充电后的均衡累计时间和放电后的均衡累计时间的一个例子的图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及管理蓄电模块的电池管理装置。在本实施方式中，作为对象的蓄电模块是将多个电池块串联连接的蓄电模块，其中，该电池块中，将熔丝与电池单元的多个串联电路并联连接。能够对电池单元使用锂离子电池单元、镍氢电池单元、铅电池单元等。通过将多个电池单元串联连接，能够提高蓄电模块的电压，通过将多个电池单元并联连接，能够增大蓄电模块的容量。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电模块20的一个例子的图。在图1所示的例子中，将3个电池块(第1电池块B1、第2电池块B2、第3电池块B3)串联连接来形成蓄电模块20。第1电池块B1在20个电池单元S11-S120的正极分别连接熔丝F11-F120，将附带熔丝的20个电池单元S11-S120并联连接。在图1中，描绘了将圆筒型的锂离子电池并联连接来形成电池块的例子。第2电池块B2也与第1电池块B1同样地，在20个电池单元S21-S220的正极分别连接熔丝F21-F220，将附带熔丝的20个电池单元S21-S220并联连接。第3电池块B3也同样地在20个电池单元S31-S320的正极分别连接熔丝F31-F320，将附带熔丝的20个电池单元S31-S320并联连接。
第1电池块B1与第1均衡电路21并联连接，第2电池块B2与第2均衡电路22并联连接，第3电池块B3与第3均衡电路23并联连接。在图1中，描绘了通过第1放电开关SW1和第1电阻R1的串联电路来构成第1均衡电路21的例子。第2均衡电路22以及第3均衡电路23也是同样的构成。该构成是通过放电来使第1电池块B1-第3电池块B3的电压均衡的类型。在第1电池块B1-第3电池块B3内，通过使其他电池块的电压与电压最低的电池块的电压一致来实现均衡。作为一个例子，将其他电池块的放电开关控制为接通状态来对该其他的电池块进行放电直到下降到电压最低的电池块的电压。
蓄电模块20连接于负载2。例如在车载用途的情况下，负载2是电机。在该情况下，在蓄电模块20与负载2之间连接逆变器电路(未图示)。动力运行时，从蓄电模块20放电的直流电力通过逆变器电路而被变换为交流电力并提供给电机。再生时，由电机发电的交流电力通过逆变器电路而被变换为直流电力并充电给蓄电模块20。另外，也可以是能够通过插入来从外部充电器充电的构成。
此外，在静止型的消除峰值/备用用途的蓄电模块20的情况下，负载2是系统以及一般/特定的负载。在该情况下，也在蓄电模块20与负载2之间连接逆变器电路(未图示)。在蓄电模块20的充电时，从系统提供的交流电力通过逆变器电路而被变换为直流电力并充电给蓄电模块20。在蓄电模块20的放电时，从蓄电模块20放电的直流电力通过逆变器电路而被变换为交流电力并逆送电到系统或者被提供给一般/特定的负载。另外，在充电源是太阳能发电系统等直流电源并且负载2是直流负载的情况下不需要逆变器电路。根据需要来连接DC-DC转换器即可。
图2是用于对本发明的实施方式所涉及的蓄电系统1进行说明的图。蓄电系统1具备蓄电模块20以及电池管理装置10。以下，假定使用图1的蓄电模块20来作为蓄电模块20的例子。
电池管理装置10包含：第1电压检测部11、第2电压检测部12、第3电压检测部13和控制部14。第1电压检测部11对第1电池块B1的两端电压进行检测，第2电压检测部12对第2电池块B2的两端电压进行检测，第3电压检测部13对第3电池块B3的两端电压进行检测。第1电压检测部11-第3电压检测部13例如能够由使用了运算放大器的差动放大电路构成。
控制部14包含：均衡控制部15、均衡实施信息获取部16、均衡实施信息存储部17以及熔丝熔断判定部18。控制部14的构成能够通过硬件资源和软件资源的配合或者仅通过硬件资源来实现。作为硬件资源，能够利用微型计算机、DSP、ROM、RAM、FPGA、其他的LSI。作为软件资源，能够利用固件等的程序。
均衡控制部15基于从第1电压检测部11-第3电压检测部13输入的第1电池块B1-第3电池块B3的电压，在电池块间的电压差超过设定的电压差的状态下实施电池块间的均衡控制。在本实施方式中，在蓄电模块20未进行充放电的期间，实施第1电池块B1-第3电池块B3间的均衡控制。在车载用途的情况下，在点火关闭的期间实施均衡控制。均衡控制部15例如在第1电池块B1-第3电池块B3的电压(OCV：Open Circuit Voltage，开路电压)的偏差通过SOC换算超过了1％的情况下，实施均衡控制。例如，也可以控制为将与电压最低的电池块的电压差为预先设定的规定值以上的电池块的放电开关接通来使两者的电压一致或者接近。此外，也可以控制为将电压最低的电池块以外的电池块的放电开关接通，来使电压最低的电池块以外的电池块的电压与电压最低的电池块一致或者接近。
均衡实施信息获取部16获取由均衡控制部15实施的均衡实施信息，记录于均衡实施信息存储部17。在本实施方式中，均衡实施信息是为了在各电池块中进行均衡而实施的放电信息。放电信息中包含放电电流流过的放电时间。均衡实施信息存储部17是用于保持各电池块的均衡实施信息的非易失性的存储区域。另外，删除超过了保存期间的均衡实施信息。熔丝熔断判定部18读取存储于均衡实施信息存储部17的一定期间的均衡实施信息并计算均衡频率，基于计算出的均衡频率来判定有无熔丝的熔断。
在本实施方式中，均衡频率定义为用于一定期间内在各电池块中实施的均衡的放电次数、或者用于一定期间内在各电池块中实施的均衡的累积放电时间。通过1次均衡控制的实施，例如在第1电池块B1以及第2电池块B2放电的情况下，第1电池块B1的放电次数和第2电池块B2的放电次数分别被自加1。此外，将各自的累积放电时间与通过这次均衡而被实施的各自的放电时间相加。根据均衡频率来判定有无熔丝的熔断的具体例将在后面进行叙述。
即使在熔丝F11-F320未熔断的状态下，在第1电池块B1-第3电池块B3的电压中也产生偏差。例如若将蓄电模块20放置则会自己放电，但根据温度，自己放电量不同。例如在第1电池块B1的温度比第2电池块B2的温度高的状态下进行自己放电的情况下，第1电池块B1的自己放电量变大。此外，根据周边电路的消耗电力，也产生偏差。例如，在从第1电池块B1-第3电池块B3分别提供第1电压检测部11-第3电压检测部13的电源的情况下，由于第1电压检测部11-第3电压检测部13的消耗电力的偏差，在第1电池块B1-第3电池块B3的电压中产生偏差。
至少一个熔丝熔断的电池块的容量比熔丝未熔断的电池块的容量小。因此，熔丝熔断的电池块的容量的变动比熔丝未熔断的电池块的容量的变动大，在两者之间产生电压差。如上所述，若电池块间的电压差成为一定以上，则均衡控制进行动作。在本实施方式中，判定实际实施的均衡控制的频率是否比假定的频率多，在多的情况下推断为熔丝熔断。在以下的例子中，假定图1所示第3电池块B3中包含的2个熔丝F319、F320熔断的状态。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的、从第1电池块B1-第3电池块B3的电压一致的状态起被充电或者放电后的、第1电池块B1-第3电池块B3的电压的图。图3(a)表示充电后的电压，图3(b)表示放电后的电压。如上所述，由于第3电池块B3的2个熔丝F319、F320熔断因此2个电池单元S319、S320成为非连接的状态。因此，第3电池块B3的容量变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的容量小。若在该状态下对蓄电模块20进行充电，则第3电池块B3的SOC相对提高，因此第3电池块B3的电压变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的电压高。相反地，若从该状态起对蓄电模块20进行放电，则第3电池块B3的SOC相对降低，因此第3电池块B3的电压变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的电压低。
(实施例1)
接下来，对根据均衡频率来判定有无熔丝的熔断的实施例1进行说明。在实施例1中，使用全部电池块的放电次数的合计值。熔丝熔断判定部18对该合计值和阈值进行比较来判定有无熔丝的熔断。或者，使用全部电池块的累积放电时间的合计值，对该合计值和阈值进行比较来判定有无熔丝的熔断。
图4是表示实施例1所涉及的判定有无熔丝熔断的处理的一个例子的流程图。均衡控制部15在蓄电模块20的休止期间中电池块间的电压差超过被设定的电压差的情况下，实施均衡控制(S10)。均衡实施信息获取部16从均衡控制部15获取均衡实施信息，记录于均衡实施信息存储部17(S11)。
若熔丝熔断的判定时期到来(S12的是)，则熔丝熔断判定部18从均衡实施信息存储部17读取一定期间的均衡实施信息，计算均衡频率(S13)。判定时期每当经过一定期间就到来。一定期间是1次熔丝熔断判定处理中的数据收集期间，由设计者设定。虽然在熔丝熔断的情况和熔丝未熔断的情况下，均衡频率不同，但期间越长其偏离的倾向越显著。因此，越是确保一定期间较长，熔丝的熔断的判定精度越高。但是，从熔丝熔断起到识别该熔断为止的期间变长的可能性变高。设计者考虑该折衷关系来确定一定期间的值。
熔丝熔断判定部18对计算出的均衡频率和阈值进行比较(S14)，在均衡频率比阈值高的情况下(S14的是)，判定为发生熔丝的熔断(S15)。在均衡频率为阈值以下的情况下(S14的否)，判定为未发生熔丝的熔断。
对阈值设定在未发生熔丝的熔断的状态下上述的一定期间内发生的均衡频率的假定值。该均衡频率根据电池单元的规格、SOH(State Of Health，健康状态)、蓄电模块20的用途、设置场所的温度等而不同。设计者基于通过实验或模拟而导出的数据，设定上述阈值。例如，在1周内实施了3次均衡控制的蓄电模块20中，1周内的假定放电次数为6次。对该次数加上2次作为余量，将阈值设定为8次。在本例中，在基于收集的数据计算出的1周内的放电次数超过8次的情况下，判定为发生熔丝的熔断。使用放电时间的情况下也通过同样的考虑方式来设定阈值。
阈值也可以根据SOH而使用不同的值。SOH是当前的满充电容量相对于初始的满充电容量的比率。蓄电池由于使用而劣化因此满充电容量降低。若满充电容量降低，则即使在熔丝未熔断的状态下，在电池块间也容易产生电压差。因此，SOH越降低，越将上述阈值设定为较大的值。熔丝熔断判定部18对按照每个SOH的范围而记述的阈值的映射进行保持。由此能够去除SOH降低的影响，能够将熔丝的熔断的判定精度维持在一定的范围。
(实施例2)
接下来，对根据均衡频率来判定有无熔丝的熔断的实施例2进行说明。在实施例2中，在均衡实施信息获取部16按照每个电池块来收集均衡实施信息时，也收集表示进行均衡实施前的最后(最近)的充放电是充电还是放电的充放电信息。均衡实施信息获取部16对各电池块的均衡实施信息分类为充电后的信息和放电后的信息并进行记录。在蓄电模块20是车载用途的情况下，均衡实施信息获取部16例如从ECU获取充放电信息。此外，在蓄电模块20是静止型的消除峰值/备用用途的情况下，均衡实施信息获取部16例如从电力调节器获取充放电信息。
图5是表示实施例2所涉及的判定有无熔丝熔断的处理的一个例子的流程图。均衡控制部15在蓄电模块20的休止期间中电池块间的电压差超过被设定的电压差的情况下，实施均衡控制(S20)。均衡实施信息获取部16获取实施该均衡控制前的充放电信息(S21)。均衡实施信息获取部16从均衡控制部15获取均衡实施信息(S22)。均衡实施信息获取部16按照每个电池快，将获取到的均衡实施信息分为充电后/放电后而记录于均衡实施信息存储部17(S23)。
若熔丝熔断的判定时期到来(S24的是)，则熔丝熔断判定部18从均衡实施信息存储部17读取一定期间的均衡实施信息，按照每个电池块，计算分为充电后/放电后的均衡累计时间(S25)。在本实施例中，使用累积放电时间来作为均衡累计时间。对参数n设定初始值“1”(S26)。
熔丝熔断判定部18判定电池块(n)的充电后的均衡累计时间是否比电池块(n以外)的充电后的均衡累计时间的平均大第1设定值α以上、并且电池块(n)的放电后的均衡累计时间是否比电池块(n以外)的放电后的均衡累计时间的平均小第2设定值β以上(S27)。在满足这2个条件的情况下(S27的是)，熔丝熔断判定部18判定为发生电池块(n)中包含的熔丝的熔断(S28)。在不满足这2个条件的至少一个的情况下(S27的否)，判定为未发生电池块(n)中包含的熔丝的熔断。然后，参数n被自加1(S29)。在参数n为蓄电模块20中包含的电池块数以下的期间(S30的否)，移至步骤S27，重复从步骤S27到步骤S29的处理。若参数n超过蓄电模块20中包含的电池块数(S30的是)，则结束熔丝熔断的判定处理。
图6是表示每个电池块的充电后的均衡累计时间和放电后的均衡累计时间的一个例子的图。图6(a)表示充电后的均衡累计时间，图6(b)表示放电后的均衡累计时间。如上所述，由于第3电池块B3的2个熔丝F319、F320熔断，因此第3电池块B3的容量变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的容量小。
如上述图3(a)所示，由于充电后第3电池块B3的SOC相对提高，因此第3电池块B3的电压变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的电压高。因此，由于在充电后，对第3电池块B3进行放电的均衡控制进行动作，因此第3电池块B3的充电后的均衡累计时间变为最大。另一方面，如上述图3(b)所示，由于放电后第3电池块B3的SOC相对降低，因此第3电池块B3的电压变得比第1电池块B1以及第2电池块B2的电压低。因此，由于在放电后，对第1电池块B1以及第2电池块B2进行放电的均衡控制进行动作，因此第3电池块B3的放电后的均衡累计时间变为最小。
图5的步骤S27的判定条件能够由下述的式(1)、式(2)规定。
电池块(n)的充电后的均衡累计时间＞电池块(n以外)的充电后的平均均衡累计时间+α…式(1)
电池块(n)的放电后的均衡累计时间<电池块(n以外)的放电后的平均均衡累计时间-β…式(2)
α、β是用于防止误判定的余量，基于电池块的标准均衡累计时间的偏差而被预先计算。
图6(a)所示的例子满足第3电池块B3的充电后的均衡累计时间＞第1电池块B1和第2电池块B2的充电后的平均均衡累计时间+α的关系。图6(b)所示的例子满足第3电池块B3的放电后的均衡累计时间<第1电池块B1和第2电池块B2的放电后的平均均衡累计时间-β的关系。因此，判定为第3电池块B3中包含的熔丝熔断。另外，在图5、图6所示的例子中，说明了使用均衡累计时间(用于均衡的累积放电时间)作为均衡频率的例子，但也可以使用均衡累计次数(用于均衡的累积放电次数)。
如以上说明那样，根据本实施方式，通过对一定期间中的均衡频率与被假定的均衡频率进行比较，能够以低成本高精度地检测有无连接于单元的熔丝的熔断。由于不需要在各熔丝设置电压检测线，因此能够抑制成本以及电路面积的增大。此外，由于在判定中不使用电流累计值，因此判定精度较高。在使用电流累计值的情况下，由于电流传感器(例如，霍尔元件)和电流检测电路(例如，运算放大器)的偏置/增益的误差被累计，因此处于误差变大的倾向。与此相对地，在本实施方式中，由于电压值(OCV)是基础，因此误差不累计，能够抑制误判定。
在实施例2中，能够确定熔丝熔断的电池块。与此相对地，在以电流累计值为基础的手法中，难以确定熔丝熔断的电池块。此外，在实施例2中，由于能够比实施例1更早期地掌握熔丝熔断的情况下与熔丝未熔断的情况下的各电池块的电压举动的不同，因此能够比实施例1更短地设定上述的一定时间。因此能够维持判定精度并且更加早期地发现熔丝的熔断。
以上，基于实施方式来对本发明进行了说明。实施方式是示例，本领域的技术人员能够理解能够对这些各构成要素和各处理工序的组合实现各种变形例、此外这样的变形例也处于本发明的范围内。
在上述的实施方式中，作为均衡控制，说明了通过放电来使其他电池块的至少一个的电压与电压最低的电池块的电压一致或者接近的控制。在这方面，也可以使用通过来自辅助电源的充电来使其他电池块的至少一个的电压与电压最高的电池块的电压一致或者接近的控制。在该情况下，图3、图6中所示的放电和充电的关系成为相反，上述式(1)、式(2)的不等号也成为相反。
在上述的实施方式中，说明了将熔丝熔断的判定时期设定为每一个时间的例子。在这方面，也可以在均衡实施后每次判定有无熔丝的熔断。在该情况下，在从均衡实施信息存储部17获取数据时，获取过去的指定期间(最好包含比上次的均衡实施时更过去的期间)的数据来计算频率。
此外，在上述的实施方式中，假定了使用蓄电池来作为蓄电设备的例子，但也可以使用电容器(例如，双电层电容器)。电容器也与蓄电池同样地被实施均衡控制，因此适用与蓄电池同样的研究。
另外，实施方式也可以通过以下的项目来确定。
[项目1]
一种管理装置(10)，对将多个蓄电块(B1-B3)串联连接的蓄电设备(20)进行管理，所述蓄电块(B1-B3)中，将熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)和蓄电单元(S11-S120、S21-S220、S31-S320)的多个串联电路并联连接，
所述管理装置(10)具备：
均衡控制部(15)，在所述蓄电块(B1-B3)间的电压差超过被设定的电压差的状态下实施所述蓄电块(B1-B3)间的均衡控制；和
熔断判定部(18)，基于由所述均衡控制部(15)进行的均衡的频率，判定有无所述熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
由此，能够低成本且高精度地检测有无连接于蓄电单元(S11-S120、S21-S220、S31-S320)的熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
[项目2]
根据项目1所述的管理装置(10)，其特征在于，
还具备：
电压检测部(11-13)，对各蓄电块(B1-B3)的电压进行检测，
所述熔断判定部(18)在所述均衡的频率比被设定的频率高的情况下，判定为发生所述熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
由此，能够基于熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)熔断的情况下和未熔断的情况下的均衡频率的不同来判定有无熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
[项目3]
根据项目2所述的管理装置(10)，其特征在于，
所述被设定的频率根据健康状态SOH(State Of Health)而使用不同的值。
由此，在熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断判定处理中，能够去除SOH的变化的影响。
[项目4]
根据项目1所述的管理装置(10)，其特征在于，
所述均衡控制部(15)在所述蓄电设备(20)未进行充放电的期间实施所述蓄电块(B1-B3)间的均衡控制，
所述管理装置(10)还具备均衡实施信息获取部(16)，所述均衡实施信息获取部(16)获取各蓄电块的均衡控制的实施信息、和表示实施该均衡控制前的状态是充电还是放电的信息，
所述熔断判定部(18)基于各蓄电块(B1-B3)中的充电后被实施的均衡的频率和放电后被实施的均衡的频率，判定有无各蓄电块(B1-B3)中包含的熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
由此，能够实现精度更高的熔断判定处理。
[项目5]
根据项目4所述的管理装置(10)，其特征在于，
所述均衡控制部(15)使其他蓄电块(B1、B2)的至少一个放电，使得所述蓄电设备(20)中包含的多个蓄电块(B1-B3)内，该其他蓄电块(B1、B2)的电压接近于电压最低的蓄电块(B3)的电压，
所述熔断判定部(18)在一个蓄电块(Bn)的一定期间中的充电后被实施的均衡的累计时间比其他蓄电块(Bn以外)的一定期间中的充电后被实施的均衡的平均累计时间大第1设定值(α)以上、并且所述一个蓄电块(Bn)的一定期间中的放电后被实施的均衡的累计时间比所述其他蓄电块(Bn以外)的一定期间中的放电后被实施的均衡的平均累计时间小第2设定值(β)以上的情况下，判定为所述一个蓄电块(Bn)中包含的熔丝(Sn1-Sn20)发生熔断。
由此，能够确定熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)熔断的电池块(Bn)。
[项目6]
一种蓄电系统(1)，其特征在于，具备：
蓄电设备(20)；和
管理所述蓄电设备(20)的项目1至5的任意一个项目所述的管理装置(10)。
由此，能够低成本且高精度地检测有无连接于蓄电单元(S11-S120、S21-S220、S31-S320)的熔丝(F11-F120、F21-F220、F31-F320)的熔断。
-符号说明-
1蓄电系统，2负载，10电池管理装置，11第1电压检测部，12第2电压检测部，13第3电压检测部，14控制部，15均衡控制部，16均衡实施信息获取部，17均衡实施信息存储部，18熔丝熔断判定部，20蓄电模块，B1第1电池块，B2第2电池块，B3第3电池块，S11-S320电池单元，F11-F320熔丝，21第1均衡电路，22第2均衡电路，23第3均衡电路，R1第1电阻，R2第2电阻，R3第3电阻，SW1第1放电开关，SW2第2放电开关，SW3第3放电开关。

Claims (6)

1.一种管理装置，对将多个蓄电块串联连接的蓄电设备进行管理，所述蓄电块中，将熔丝和蓄电单元的多个串联电路并联连接，
所述管理装置具备：
均衡控制部，在所述蓄电块间的电压差超过设定的电压差的状态下实施所述蓄电块间的均衡控制；和
熔断判定部，基于由所述均衡控制部进行的均衡的频率，判定有无所述熔丝的熔断。
2.根据权利要求1所述的管理装置，其特征在于，
还具备：
电压检测部，对各蓄电块的电压进行检测，
所述熔断判定部在所述均衡的频率比设定的频率高的情况下，判定为发生所述熔丝的熔断。
3.根据权利要求2所述的管理装置，其特征在于，
所述设定的频率根据健康状态SOH而使用不同的值。
4.根据权利要求1所述的管理装置，其特征在于，
所述均衡控制部在所述蓄电设备未进行充放电的期间实施所述蓄电块间的均衡控制，
所述管理装置还具备均衡实施信息获取部，所述均衡实施信息获取部获取各蓄电块的均衡控制的实施信息、和表示实施该均衡控制前的状态是充电还是放电的信息，
所述熔断判定部基于各蓄电块中的充电后实施的均衡的频率和放电后实施的均衡的频率，判定有无各蓄电块中包含的熔丝的熔断。
5.根据权利要求4所述的管理装置，其特征在于，
所述均衡控制部使所述蓄电设备中包含的多个蓄电块中的电压最低的蓄电块以外的其他蓄电块的至少一个放电，使得该其他蓄电块的电压接近于所述电压最低的蓄电块的电压，
所述熔断判定部在一个蓄电块的一定期间中的充电后实施的均衡的累计时间比其他蓄电块的一定期间中的充电后实施的均衡的平均累计时间大第1设定值以上、并且所述一个蓄电块的一定期间中的放电后实施的均衡的累计时间比所述其他蓄电块的一定期间中的放电后实施的均衡的平均累计时间小第2设定值以上的情况下，判定为所述一个蓄电块中包含的熔丝发生熔断。
6.一种蓄电系统，其特征在于，具备：
蓄电设备；和
管理所述蓄电设备的权利要求1至5的任意一项所述的管理装置。
CN201680004563.5A 2015-08-27 2016-07-27 管理装置以及蓄电系统 Active CN107135669B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-168212 2015-08-27
JP2015168212 2015-08-27
PCT/JP2016/003468 WO2017033398A1 (ja) 2015-08-27 2016-07-27 管理装置および蓄電システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107135669A CN107135669A (zh) 2017-09-05
CN107135669B true CN107135669B (zh) 2020-12-29

Family

ID=58099755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680004563.5A Active CN107135669B (zh) 2015-08-27 2016-07-27 管理装置以及蓄电系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10135243B2 (zh)
JP (1) JP6655817B2 (zh)
CN (1) CN107135669B (zh)
WO (1) WO2017033398A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6928347B2 (ja) * 2017-08-02 2021-09-01 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 管理装置、蓄電装置、蓄電システム、及び、電気機器
US11489347B2 (en) * 2018-03-08 2022-11-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Management device and electricity storage system
WO2019176395A1 (ja) * 2018-03-13 2019-09-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 管理装置、蓄電システム
JP7276893B2 (ja) * 2018-07-25 2023-05-18 三洋電機株式会社 電源システム、及び管理装置
GB2584829B (en) * 2019-06-04 2023-01-11 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle traction battery circuit and control system
US20220294028A1 (en) * 2019-08-22 2022-09-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Management device and power storage system
JP7400083B2 (ja) * 2019-12-06 2023-12-18 ジャン、チャオジョン 並列および直列で電池を形成しかつテストするシステム
CN116430254B (zh) * 2023-06-14 2023-10-20 荣耀终端有限公司 电池完全充放电次数记录电路及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006211783A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Japan Radio Co Ltd キャパシタ蓄電装置の異常判定装置
WO2012132246A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 電池電源装置、及び電池電源システム
JP2013160539A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Toyota Motor Corp 蓄電システム
JP2014023278A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Toyota Motor Corp 蓄電システム
CN104040826A (zh) * 2012-01-25 2014-09-10 株式会社丰田自动织机 电池组电池电压均衡电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8058844B2 (en) * 2006-05-31 2011-11-15 Aeroflex Plainview, Inc. Low-power battery system
JP5375927B2 (ja) * 2011-11-02 2013-12-25 株式会社豊田自動織機 電池均等化装置および方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006211783A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Japan Radio Co Ltd キャパシタ蓄電装置の異常判定装置
WO2012132246A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 パナソニック株式会社 電池電源装置、及び電池電源システム
CN104040826A (zh) * 2012-01-25 2014-09-10 株式会社丰田自动织机 电池组电池电压均衡电路
JP2013160539A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Toyota Motor Corp 蓄電システム
JP2014023278A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Toyota Motor Corp 蓄電システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017033398A1 (ja) 2017-03-02
US10135243B2 (en) 2018-11-20
CN107135669A (zh) 2017-09-05
US20170366005A1 (en) 2017-12-21
JPWO2017033398A1 (ja) 2018-06-14
JP6655817B2 (ja) 2020-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107135669B (zh) 管理装置以及蓄电系统
JP6751915B2 (ja) 管理装置、及び蓄電システム
KR101589198B1 (ko) 셀 밸런싱 회로의 고장 진단 장치 및 방법
JP4186916B2 (ja) 組電池管理装置
JP6056730B2 (ja) 蓄電システム
EP3002597B1 (en) Battery control device
US20150070024A1 (en) Battery pack, apparatus including battery pack, and method of managing battery pack
CN112470326B (zh) 管理装置以及电源系统
US10838013B2 (en) Management apparatus and power storage system
WO2020021888A1 (ja) 管理装置、及び電源システム
US20140021923A1 (en) Electrical storage system, and control method for electrical storage system
WO2011074390A1 (ja) 電池モジュール制御システム及び電池モジュール制御方法
JP5974849B2 (ja) 電池監視装置
EP3032695A1 (en) Battery control system and vehicle control system
CN108377655B (zh) 车载用电源装置
KR101858321B1 (ko) 셀 밸런싱 회로의 고장 진단 장치 및 방법
US9103894B2 (en) Battery-monitoring device
JP5561049B2 (ja) 電池電圧測定装置
JP5999048B2 (ja) 蓄電システム
JP2013081306A (ja) 電池劣化均等化システムおよび方法
JP7511164B2 (ja) 管理装置、及び蓄電システム
WO2021033480A1 (ja) 管理装置、及び蓄電システム
US20240142537A1 (en) Method for ascertaining a proportion of defective battery cells, battery controller, computer program, computer-readable storage medium, battery and motor vehicle
JP2023076984A (ja) 電池システム
JP2020056755A (ja) 電流センサの異常検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant